冶金礦山箕斗井粉礦回收提升系統的選擇

蘇 峰

(中鋼集團石家莊工程設計研究院有限公司)

大中型冶金地下礦山采用豎井開拓時，主井一般采用箕斗提升。豎井箕斗提升存在粉礦撒落問題，盡管選用更先進的裝載設備和提升容器，生產上加強管理，但只能減少粉礦的撒落量，粉礦撒落現象仍然難以避免。撒落在井底的粉礦，如不及時清理，越堆越多，將會影響到豎井正常提升和安全生產。所以對于采用箕斗提升的礦井，必須在井底設粉礦回收裝置，以及時清理回收。

1 井底粉礦回收系統

粉礦回收系統要與礦井的開拓方式相適合，要充分利用開拓系統中的井巷和設施。目前國內大中型冶金地下礦山的粉礦回收系統可分為以下兩類。

(1)主、副井相距較近，副井開拓深度超過主井，可在主井粉礦回收水平開鑿一條小斷面運輸巷道，直接與副井貫通。粉礦車由副井罐籠提升至溜井上部中段卸入溜井，或直接提升至地表?；厥障到y工程量較小，不需另設粉礦提升設施，使用和管理比較方便。

(2)主、副井相距較遠，可在主井粉礦回收水平上開鑿一條小斷面粉礦運輸巷道和粉礦提升井，與溜井上部卸礦水平相連，形成一個粉礦回收系統。該回收系統不干擾主井提升，管理方便，對主井延深有利。

本文主要立足于第二種情況，對獨立粉礦回收工程提升系統的選擇進行分析和探討。

1.1 基本參數

(1)提升高度。國內新建大中型冶金地下礦山大部分都采用了井下破碎系統，獨立粉礦提升系統的提升高度包括上部礦倉、破碎硐室、下部礦倉以及箕斗井底部結構的高度，參考目前國內生產礦山，該提升高度一般在80～150 m，為便于討論，本文采用提升高度為120 m。

(2)粉礦提升量。大中型冶金地下礦山主井一般采用底卸式箕斗提升，粉礦撒落量一般為提升物料的0.3% ～0.6%，箕斗撒礦經粉礦倉堆積在粉礦回收巷道上，采用爬礦裝車機裝入0.5 m3礦車，定期清理。本文以提升能力為200萬t/a的箕斗井計算粉礦，最大清理量為1.2萬t/a。

1.2 提升系統方案

(1)方案Ⅰ:單繩單筒纏繞式提升。提升系統采用1180 mm×1150 mm單繩單層罐籠提升方式，選用 JTP-1.6型單筒纏繞式提升機，電機功率90 kW，井筒直徑3 m。

(2)方案Ⅱ:單繩雙筒纏繞式提升。提升系統采用1180 mm×1150 mm單繩單層罐籠配平衡錘提升方式，選用2JTP-1.6型雙筒纏繞式提升機，電機功率55 kW，井筒直徑3.5 m。

(3)方案Ⅲ:礦用電梯井提升。采用電梯提升，額定載重量3000 kg，轎廂內尺寸2200 mm×2700 mm，電機功率22 kW。井筒斷面4.3 m×3.2 m。

1.2.1 基建投資

3種方案的基建投資比較見表1。

從表1可以看出，方案Ⅰ和方案Ⅲ基本相同，方案Ⅱ最高。方案Ⅰ為單繩單筒纏繞式罐籠提升，主要基建工程包括井筒、上部結構、底部結構、天輪硐室、繩道、提升機硐室和聯絡巷;方案Ⅲ為礦用電梯井提升，與其他兩個方案相比，不需要施工提升機硐室、繩道和聯絡巷，井筒上部結構與下部結構較方案Ⅰ短，總施工井巷長度較方案Ⅰ減少52 m。因此，在基建投資基本相同的情況下，方案Ⅲ的施工周期較短。

表1 基建投資比較

1.2.2 運營費用

經營費主要從人員工資福利、修理費和電費等方面進行對比。

方案Ⅰ和方案Ⅱ的勞動定員一樣，卷揚工2人，信號工1人，推車工1人，電鉗維修工1人，合計5人;方案Ⅲ則只需設推車工和電鉗維修工2人。工人年工資福利總額按5萬元考慮，年平均修理費按提升設備原值的8%考慮，電價按0.6元/kWh計算。3個方案的年經營費用見表2。

從表2可以看出，以方案Ⅲ最優。

2 結語

綜合以上分析比較，礦用電梯提升系統在基建投資、施工周期和經營費用等方面均優于方案Ⅰ和方案Ⅱ，在獨立粉礦回收提升系統時應使用礦用電梯為宜。

表2 經營費用比較 萬元/a

目前，已有多臺礦用電梯運行在各大中型冶金礦山，如梅山鐵礦、北洺河鐵礦和李樓鐵礦等。礦用電梯的使用為箕斗井粉礦回收，保證箕斗井的正常運行和礦山安全生產，改善礦山工作環境，降低井建成本及使用維護費用等方面，具有重要作用。