矿山竖井提升系统设备选型

摘要：竖井提升是联系井上、井下的咽喉要道，它担负着矿石、废石、人员、材料和设备的垂直提升任务。因此，提升系统选择和提升设备选型的正确与否是直接影响矿山生产能力的重要问题。本文根据矿山工程设计经验和金属非金属安全规范要求就提升系统选择设计思路、方法和计算、验算过程，通过岫岩满族自治县创大铁矿竖井工程提升系统选型这一工作实例加以阐述和探讨。

关键词：竖井提升；提升计算；设备选型

引言

竖井提升，可以采用单绳缠绕式提升机，也可以采用多绳摩擦式提升机或双筒双绳缠绕式提升机。单绳缠绕式提升机多用于深度小于600m的矿井；多绳式提升机多用于深度300～1400m的矿井；本文仅分析单绳缠绕式提升系统的设计和提升设备选型过程。单绳提升机工作原理是：将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并固定在提升机的两个卷筒上；另一端绕过井架上的天轮分别与提升容器连接。通过电动机改变卷筒的转动方向，将提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和松放，以达到提升或下放容器，完成提升目的。

所参与的设计里，岫岩满族自治县创大铁矿竖井工程是典型的单绳缠绕式提升系统选型设计。因此本文以此工程为例，对竖井单绳缠绕式提升系统选型过程加以计算分析，以便在未来设计中，对此类系统做出进一步的完善和改进。

竖井提升的设计条件：

矿石年产量：20万吨/年；岩石年产量：2万吨/年；

矿石体重：3.03 ；岩石体重：2.7 ；

松散系数：矿、岩的松散系数均为1.5；

矿车规格：采用YFC0.7-6 翻斗式矿车，长×宽×高=1650×980×1200mm，矿车自重710kg，载重1750kg，轨距600mm；

竖井井口和井底水平标高：井口水平标高320m、井底水平标高0m；

开采水平标高：20m， 150m. 250m；

本设计采用主-副井提升方案设计，主、副井均为罐笼井，井下各水平均有巷道相连，主、副井平均分担提升矿石、岩石、人员、设备及材料的任务，每条竖井设计满足提升矿石10万吨/年、岩石1万吨/年的能力，最大班下井人员为120人。

1提升容器的选择

提升容器的选择是设计基础，首先要确定竖井提升机的基本选型，由于此次设计的竖井深度为320m，在深度小于600m的矿井提升设计中，选择单绳缠绕式提升机，考虑到双容器提升不适合多水平开采，本次设计采用单绳单罐笼带平衡锤的提升方案。

1.1罐笼的选择

选择与单绳缠绕式提升机配套的单绳罐笼，考虑提升矿石量的具体情况，选用单绳双层2#罐笼，罐道形式为木罐道，罐笼底板尺寸1800×1150，每次提升2辆矿车，每次提升10人，罐笼载重4300kg，自重3000kg。

1.2平衡锤的选择

平衡锤的重量计算：

提升钢丝绳的安全系数满足提升安全要求，所以钢丝绳的选型是合理的。

3单绳提升机的选择

单绳提升的选择，主要是根据提升机所能承担的载荷和卷筒所能满足的容绳量两方面进行考虑。

3.1提升钢丝绳最大静张力及静张力差的计算

钢丝绳的最大静张力计算：

经验算以上提升机参数均符合设计安全要求（电机配套选取）。

6结语

通过以上设计实例计算、验算过程，已反映出竖井提升系统选型的设计思路。单绳提升最重要的问题是提升容器选择。本例中选用罐笼作为提升容器，罐笼能完成矿石、废石、人员、材料和设备的综合提升任务，其主要特点是灵活性大，适合年产量小的矿山使用。

参考文献：

[1]中国矿业学院，《矿山提升设备》，煤炭工业出版社，1984（4）。

[2]《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006

[3]胡天华，等。《新编矿山采矿设计手册矿山机械卷》第一版。中国矿业大学出版社，2006（5）

[4]王运敏，等。《中国采矿设备手册》第一版。科学出版社，2007（9）

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