冶金矿山箕斗井粉矿回收提升系统的选择

苏 峰

(中钢集团石家庄工程设计研究院有限公司)

大中型冶金地下矿山采用竖井开拓时，主井一般采用箕斗提升。竖井箕斗提升存在粉矿撒落问题，尽管选用更先进的装载设备和提升容器，生产上加强管理，但只能减少粉矿的撒落量，粉矿撒落现象仍然难以避免。撒落在井底的粉矿，如不及时清理，越堆越多，将会影响到竖井正常提升和安全生产。所以对于采用箕斗提升的矿井，必须在井底设粉矿回收装置，以及时清理回收。

1 井底粉矿回收系统

粉矿回收系统要与矿井的开拓方式相适合，要充分利用开拓系统中的井巷和设施。目前国内大中型冶金地下矿山的粉矿回收系统可分为以下两类。

(1)主、副井相距较近，副井开拓深度超过主井，可在主井粉矿回收水平开凿一条小断面运输巷道，直接与副井贯通。粉矿车由副井罐笼提升至溜井上部中段卸入溜井，或直接提升至地表。回收系统工程量较小，不需另设粉矿提升设施，使用和管理比较方便。

(2)主、副井相距较远，可在主井粉矿回收水平上开凿一条小断面粉矿运输巷道和粉矿提升井，与溜井上部卸矿水平相连，形成一个粉矿回收系统。该回收系统不干扰主井提升，管理方便，对主井延深有利。

本文主要立足于第二种情况，对独立粉矿回收工程提升系统的选择进行分析和探讨。

1.1 基本参数

(1)提升高度。国内新建大中型冶金地下矿山大部分都采用了井下破碎系统，独立粉矿提升系统的提升高度包括上部矿仓、破碎硐室、下部矿仓以及箕斗井底部结构的高度，参考目前国内生产矿山，该提升高度一般在80～150 m，为便于讨论，本文采用提升高度为120 m。

(2)粉矿提升量。大中型冶金地下矿山主井一般采用底卸式箕斗提升，粉矿撒落量一般为提升物料的0.3% ～0.6%，箕斗撒矿经粉矿仓堆积在粉矿回收巷道上，采用爬矿装车机装入0.5 m3矿车，定期清理。本文以提升能力为200万t/a的箕斗井计算粉矿，最大清理量为1.2万t/a。

1.2 提升系统方案

(1)方案Ⅰ:单绳单筒缠绕式提升。提升系统采用1180 mm×1150 mm单绳单层罐笼提升方式，选用 JTP-1.6型单筒缠绕式提升机，电机功率90 kW，井筒直径3 m。

(2)方案Ⅱ:单绳双筒缠绕式提升。提升系统采用1180 mm×1150 mm单绳单层罐笼配平衡锤提升方式，选用2JTP-1.6型双筒缠绕式提升机，电机功率55 kW，井筒直径3.5 m。

(3)方案Ⅲ:矿用电梯井提升。采用电梯提升，额定载重量3000 kg，轿厢内尺寸2200 mm×2700 mm，电机功率22 kW。井筒断面4.3 m×3.2 m。

1.2.1 基建投资

3种方案的基建投资比较见表1。

从表1可以看出，方案Ⅰ和方案Ⅲ基本相同，方案Ⅱ最高。方案Ⅰ为单绳单筒缠绕式罐笼提升，主要基建工程包括井筒、上部结构、底部结构、天轮硐室、绳道、提升机硐室和联络巷;方案Ⅲ为矿用电梯井提升，与其他两个方案相比，不需要施工提升机硐室、绳道和联络巷，井筒上部结构与下部结构较方案Ⅰ短，总施工井巷长度较方案Ⅰ减少52 m。因此，在基建投资基本相同的情况下，方案Ⅲ的施工周期较短。

表1 基建投资比较

1.2.2 运营费用

经营费主要从人员工资福利、修理费和电费等方面进行对比。

方案Ⅰ和方案Ⅱ的劳动定员一样，卷扬工2人，信号工1人，推车工1人，电钳维修工1人，合计5人;方案Ⅲ则只需设推车工和电钳维修工2人。工人年工资福利总额按5万元考虑，年平均修理费按提升设备原值的8%考虑，电价按0.6元/kWh计算。3个方案的年经营费用见表2。

从表2可以看出，以方案Ⅲ最优。

2 结语

综合以上分析比较，矿用电梯提升系统在基建投资、施工周期和经营费用等方面均优于方案Ⅰ和方案Ⅱ，在独立粉矿回收提升系统时应使用矿用电梯为宜。

表2 经营费用比较 万元/a

目前，已有多台矿用电梯运行在各大中型冶金矿山，如梅山铁矿、北洺河铁矿和李楼铁矿等。矿用电梯的使用为箕斗井粉矿回收，保证箕斗井的正常运行和矿山安全生产，改善矿山工作环境，降低井建成本及使用维护费用等方面，具有重要作用。