钱阳山矿井主、副立井提升方式的比选

张小明

摘 要：本文以沙井子矿区拟规划的钱阳山矿井为例，从施工工期、投资和后期使用及维护等方面对矿井主、副立井的提升方式进行了技术、经济比选，确定本矿井的主立井采用塔式布置，副立井采用落地式布置方案较优。

关键词：矿井 提升方式 井塔 井架 工期

中图分类号：TD2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0090-02

Abstract：In this paper， the Shajingzi area quasi money Qianyangshan mine planning as an example， from the construction period， investment and the latter use and maintenance and other aspects of the mine main， auxiliary shaft hoisting a comparison technique， economy， determination of main shaft in the mine shaft using tower arrangement， with a floor type layout scheme is the best.

Key Words：Mine；Lifting；Well Tower； Derrick；Period

钱阳山矿井是甘肃省沙井子矿区拟规划的矿井之一，拟规划生产规模为6.0 Mt/a。矿井所在地区属黄土低山丘陵地形，地形复杂；全年雨量稀少，气候干燥，风沙较大，昼夜温差大，属中温带大陆性季风气候；本区抗震设防烈度为7°。矿井工业场地初步选定在井田中部的沟谷处，该处煤层埋深达700 m。设计矿井采用立井开拓方式，初期在工业场地内布置三条井筒，其中主立井采用箕斗提升，承担全矿井原煤提升任务兼进风，副立井采用罐笼提升，承担全矿井的人员、材料、矸石的提升任务，为矿井主要进风井筒，回风立井主要承担矿井的回风任务并兼安全出口。

该矿井生产规模较大，井筒较深，提升量较大，主、副立井作为矿井生产的咽喉部分，其提升方式的正确选择对矿井建设和后续生产起关键性的作用[1]。目前，对于主、副井提升设备的布置形式主要有落地式钢井架和钢筋混凝土井塔两种[2]，本文根据该矿井特点对主、副井提升设备的布置形式共提出了三种方案进行比选。

1 方案比选

1.1 方案一：主、副立井均采用落地式布置

该方案的主、副立井提升设备均采用落地式的多绳摩擦提升机[3]，其中，主立井选用2台JKMD4.5×4（Ⅲ）型提升机，井筒净直径8.2 m，井筒垂深710 m（含临时水窝），井筒装备有两对25 t箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务；副立井装备一个多绳特制加长加宽双层罐笼和一个窄型平衡罐笼，另外装备一个小型交通罐笼，满足零散人员使用，其中，大罐笼的提升设备选用1台JKMD5.5×4（Ⅲ）型提升机，交通罐笼选用1台JKMD1.85×4（Ⅰ）型提升机，井筒净直径9.6 m，井筒垂深730 m（含井底水窝）。

主、副立井井架均采用双斜撑式钢井架，主立井井架全高68 m，副立井井架全高49 m。主、副立井布置的井口房和提升机房均为钢筋混凝土框架，其中主立井布置的井口房和两个提升机房占地面积约为1120 m2；副立井布置的井口房和提升机房占地面积约为1145 m2。

该方案的优点是落地式提升方式具有井架基础简单，井筒和地面设施的施工可以互不干扰，平行施工，施工工期整体较短，受季节影响小，抗震能力较强；该方案的缺点是地面设施占地面积大，钢丝绳在提升机上的围包角小、防滑性能差，井架高度较高时，位移量较大，对提升造成一定的不利因素[4]，对于气候条件差、风沙大的地区，检修条件较差，检修困难，井架维护费用较高。

1.2 方案二：主、副立井均采用塔式布置

该方案的主、副立井提升设备均选用塔式多绳摩擦提升机[3]，其中，主立井选用2台JKM4×6（Ⅲ）型提升机，井筒净直径较方案一增大0.2 m，井筒净直径为8.4 m，井筒垂深及装备同方案一；副立井井筒断面、垂深及装备同方案一，提升设备中的大罐笼的选用1台JKM4.5×6（Ⅲ）型提升机，交通罐笼选用1台JKM1.85×4（Ⅰ）型提升机。

主、副立井井塔均采用钢筋混凝土框架+剪力墙结构，其中主立井井塔檐高80 m，共11层，副立井井塔檐高55 m，共8层，占地面积均为550 m2。

该方案的优点是塔式提升具有占地面积小，布置灵活，钢丝绳在提升机摩擦轮上的围包角大、防滑性能好，后期维护、检修和管理方便；该方案的缺点是井塔基础及结构形式复杂、施工较困难，抗震能力较差，且施工工期长，占用井口的时间较长，另外设备起吊安装困难，需设吊装孔，增加客货两用电梯等[4]。

1.3 方案三：主井塔式布置+副井落地式布置

该方案的主立井布置形式同方案二，副立井布置形式同方案一。

1.4 方案分析比选

各方案可比部分经济比较详见表1，从投资比较分析看，采用塔式提升系统比落地式的投资低，主要区别体现在设备购置和建筑物这两部分的投资上，同时，占地面积较小，而落地式布置方式的工期最短，且施工灵活。

从技术角度看，三个方案均可行。但本矿井总投资较大，从时间和经济角度考虑，如投产时间延长，不能早投产，早见效，势必带来更大的经济损失，因此，工期是整个项目实施的主控因素。本矿井建井总工期约为36个月。

目前，矿井建设过程中为了满足施工的需要，在井筒开凿到底后需要对井筒进行临时改绞[5]，为了在较短的时间内形成较大的提升和运输能力，通常主要对作为矿井辅助提升任务的副井进行永久装备，而对主要用作提升原煤的任务主井和通风任务的风井进行临时改绞，本矿井的副立井井架全高49 m，高度小于80 m，井架位移量较小，满足使用要求，为井下巷道及地面设施在最短时间内顺利施工，满足施工工期需要，副井采用落地式提升系统较为合理；主井采用落地式或塔式均能满足使用要求，本地区抗震设防烈度小于8度[5]，主井采用塔式布置占地面积小，对整个建井工期影响较小，从投资和后期使用等方面考虑，主井采用塔式提升系统较优，综合分析，本矿井的主井采用塔式布置形式，副井采用落地式布置形式较优。

2 结语

20世纪90年代后，我国矿井建设逐步走向了市场化，投资方在安全的基础上对整个矿井项目的经济效益关注度逐渐提高[6]，为了早投产、早收益，施工工期成为项目实施的关键因素。本矿井位于西北地区，服务年限长，从施工工期、后期使用等方面考虑，矿井的主井采用塔式布置形式，副井采用落地式布置形式较优，可为整个项目的稳步顺利实施提供有力支持，同时，本矿区还未大规模开发，也为其他矿井的开发提供一定的依据。

参考文献

[1] 徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.

[2] 甘爰节.井塔和井架方案选择[J].煤炭科学技术，1998，26（11）：17-20.

[3] 刘过兵.采矿设计指导[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

[4] 史国忠.矿山井塔和井架方案的择优分析[J].金属矿山，2011，8：584-586.

[5] 杨怀敏，龚炳江.矿井建设中临时改绞问题的探讨[J].煤炭工程，2007（5）：40-41.

[6] 赵秀臣，岑毅南.矿井施工组织设计的经济优化[J].建井技术，1999（6）：31-33.endprint