某金矿斜井提升系统能力核定

李志民，王 杰

（1.长沙矿冶研究院金瑞新材料科技股份有限公司， 湖南 长沙 410012；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司， 安徽 马鞍山市 243000）

1 提升系统概况

某金矿位于河北省邢台市，有I号、Ⅱ号、III号共3个含矿脉带，金矿地质储量较少，适合个体小型开采。该矿采用浅孔留矿法开采。阶段高度30～60m，矿块沿走向布置。该矿采用地下方式开采，至今已有17a，采用主斜井－盲竖井开拓方式，形成了主斜井－盲竖井－回风井单翼对角式通风系统。矿山目前主斜井提升采用JTK1600×1200型绞车、单钩串车提升方式，斜井井筒内设置人行踏步和扶手，为矿井第一安全出口；斜井总提升高度95m（地表＋65m～地下－30m），电动机功率N＝90kW，提升钢丝绳采用6×7＋FC纤维芯钢丝绳，钢丝绳直径Φ26mm，最大提升速度2m／s，每次提升0.7 m3侧卸式矿车4辆，矿车有效装载量0.95t，自重750kg，一次提升循环近似时间313s。

2 斜井提升设备校核

2.1 钢丝绳校核

根据安全规程，卷筒直径与钢丝绳直径之比，应不小于80［1］，而目前卷筒直径1600mm，钢丝绳直径26mm，比值为61.54，明显不合理。必须更换钢丝绳。

每米钢丝绳质量PS按下式计算［2］：

式中：δ为钢丝绳抗拉强度，1870MPa；Qmax为矿车最大载重，1190kg；Q车为矿车自重，750kg；L 为斜井井筒长度，203.7m；α为斜井倾角，25°；f1为提升容器运行阻力阻力系数，0.01；f2为钢丝绳移动时的摩擦阻力系数，0.3。

计算结果得出Ps＝1.28kg／m，重新选择Φ20 mm（6×7＋FC）钢丝绳，Ps＝1.55kg／m，破断拉力总和Qp＝269000N。

2.2 安全系数校核

安全系数m按下式计算［2］，计算结果为7.7。

根据设计手册，提升物料时，要求钢丝绳安全系数不小于6.5，钢丝绳符合矿石提升的安全系数要求。

2.3 提升机校核

（1）最大静拉力：

式中：Lt——提升长度，Lt＝L下＋L＝218.7m；

L——斜井长度203.7m；

L下——下部车场长度15m；

Ls——试验长度，取30m；

ε——钢绳圈间隙，取2mm；

Dj——卷筒直径，1600mm；

ds——钢丝绳直径，20mm。

矿山现有提升机JTK－1.6×1.2，卷筒直径1.6 m，宽度1.2m，最大静拉力为42000N，符合要求。

（2）卷筒宽度。矿山卷筒采用单层缠绕，卷筒宽度：

2.4 电动机校核［2］

式中：N′为预选电动机的功率，kW；Kb为电动机功率备用系数，取1.2；η为传动效率，取0.9；FC为最大静拉力34776N。矿山现有电动机90kW满足要求。

3 斜井提升能力

矿山采用斜井提升，采矿工艺成熟，斜井位于移动带外，井口设施等布置合理，但钢丝绳必须更换，待矿山更换完毕，试运行顺利结束后，方可进行斜井提升能力核定。

斜井采用单钩串车提升，提升能力核定按下式计算：

式中：A为主斜井提升能力，万t／a；tr为年工作日，330d；ts为日提升时间，取16.5h／d；Q 为每次有效提升矿石量，3.8t；C为提升不均匀系数，斜井提升且开拓系统采用两套提升装置时，罐笼取1.2；k为提升设备能力富余系数，取1.2；T为提升一次循环时间，经计算为421.6s。

4 结论与建议

经计算，斜井提升能力为12.3万t／a，考虑到计算过程参数取值及结果的浮动性，核定能力可确定为11万t／a。

（1）斜井提升能力核定是对已有生产系统进行核定，不能对尚未开工建设的项目进行核定；

（2）斜井提升能力核定计算过程参数取值必须准确可靠，来源于现场踏勘搜集的实际数据；

（3）斜井提升能力核定前，必须进行现场评价，保证设备运行正常、布置合理，且斜井在移动带以外，井口布置等合理，方能进行核定，否则就没有意义；

（4）考虑到计算过程参数取值及结果的准确性，核定提升能力应该下靠；

（5）提升系统自动化水平的提高，有利于整个矿山提升能力的提高［3］；

（6）提高矿井的提升能力，除去井下运输其他环节的影响外，还可考虑将已有罐笼更换为轻型铝合金罐笼、单层改为双层、普通钢丝绳改为重要用途钢丝绳［4－5］。

［1］ GB16423－2006.金属非金属矿山安全规程［S］.

［2］ 张富民，等.采矿设计手册机械卷［M］.北京：中国建筑工业出版社，1988.

［3］ 谭立坪.黄沙坪矿一号盲竖井提升系统的技术改造方案和实施效果［J］.采矿技术，2009，9（4）：87－88.

［4］ 傅畅文.提高矿井提升能力的方法［J］.矿山机械，1998（9）：48.

［5］ GB 8918－2006.重要用途钢丝绳［S］.