某金矿混合井提升系统技术改造

魏国昌　张　盼　张晓波　姜生林

(1.中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司；2.东北农业大学资源与环境学院)



某金矿混合井提升系统技术改造

魏国昌1张盼2张晓波1姜生林1

(1.中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司；2.东北农业大学资源与环境学院)

摘要在不改变提升机和电机的前提下，某金矿对混合井提升系统进行了扩能改造。通过改造箕斗容积等措施，使混合井提升能力得到较大的提高，经济效益显著增加。

关键词提升系统箕斗改造

新城金矿混合井提升系统于1995年建成投产，矿山现已开采至深部，由于矿石品位下降，必须增加矿石产量，才能满足公司黄金产量要求，但混合井的提升能力却制约了矿山的发展。为尽可能提高竖井提升能力，在不作大的改造前提下，对竖井提升系统扩能改造，通过多方案技术比较和论证，确保改造顺利完成[1]。

1　混合井提升系统现状

混合井提升系统原采用6.3 m3底卸式箕斗带罐锤提升方式。为满足扩能的生产要求，2009年进行了第一次扩能改造，在确保提升系统安全可靠的前提下，不改变井筒断面的布置，更换了罐锤，调整了井上、井下的过卷高度，对腐蚀严重的井筒装备进行了加固。改造后采用7.7 m3底卸式箕斗带罐锤提升方式，JKMD-2.8×4(Ⅰ)E型落地式多绳摩擦轮提升机，配置GZ181-5型电动机，功率800 kW；箕斗自重13.5 t，有效载重12 t，罐锤自重19.5 t；提升首绳采用6V×34+FC型，直径28 mm，共4根，平衡尾绳采用34×7+FC型，直径40 mm，共2根，提矿时首绳安全系数为7.88，提人时为10.27，最大静张力315.369 kN，最大静张力差59.069 kN；提升速度7.52 m/s。每天按19.5 h提升计算，提升量约3 595 t/d。

2　提升系统改造方案

竖井提升能力是系统的综合能力，体现在系统各个设备能力的协调匹配。考虑各个设备在设计上有一定余量，通过分析计算，找出关键的影响因素[2]，提出两个改造方案，以达到扩能的目的。

2.1改造方案分析2.1.1方案一

(1)箕斗断面不变，将斗身加长0.9 m，斗箱受料口提高0.1 m，箕斗容积由7.7 m3增至9.3 m3。箕斗自重13.9 t，一次有效提升量为14 t。维持原罐笼不变，增加罐笼内配重，控制罐笼重量为20.9 t。

(2)地面矿仓和卸载直轨不改造，调整相应停车位楔形罐道。井架防撞梁上移0.9 m，同时楔形罐道上移0.9 m，满足安全规程中对过卷长度的要求。由于井下过卷长度有富余，只需调整楔形罐道的安装高度。

(3)为满足原提升机对最大静张力、张力差及钢绳安全系数的要求，本次改造使用进口绳。改造后只作为主井提升，不再承担人员、材料等提升任务。

(4)原箕斗计量装置已不能满足箕斗扩容后的需要，请设备厂家根据原计量硐室及计量装置安装尺寸进行新设备的设计。

(5)系统实际最大静张力及张力差较接近提升机的许用值，提升机工作年限较长，建议更换提升机主轴、天轮。由于提升高度变化，需对电控系统局部调整。

(6)经计算，井架、井筒罐道及罐道梁受力均满足改造要求，不需要重新设计。

2.1.2方案二

(1)箕斗断面不变，将斗身加长0.9 m，斗箱受料口提高0.1 m，由7.7 m3的箕斗容积增至9.3 m3，箕斗的一次有效提升量为14 t。为满足系统安全运行，箕斗设计改造中必须要保证受力部位既有使用强度，又有足够的刚度[3]。对箕斗局部结构进行优化，调整部分不受力筋板厚度、滚轮罐耳规格，采用新型NM360材料作衬板，将衬板厚度从原12 mm减至8 mm。箕斗自重控制在12.5 t以下。维持原罐笼不变，增加罐笼内配重，控制罐笼总重为19.5 t。

(2)地面矿仓和卸载直轨不改，调整相应停车位楔形罐道。井架防撞梁上移900 mm，同时楔形罐道上移900 mm。满足安全规程中对过卷长度的要求。由于井下过卷长度有富余，只需调整楔形罐道的安装高度。

(3)为满足原提升机对最大静张力、张力差及钢绳安全系数的要求，本次改造使用进口绳。同时更换等重尾绳，由原来φ40 mm换成φ38 mm。

(4)原箕斗及计量装置已经不能满足箕斗扩容后的需要，请设备厂家根据原计量硐室及计量装置安装尺寸进行新设备的设计制造。

(5)提升机及电机不变，由于提升高度及速度图的局部变化，需对电控系统局部调整。提升系统调整后电动机的过载系数由原来1.37提升为1.41，能满足改造后的使用。

(6)鉴于该提升井为矿山生产系统主要提升运输环节，本次改造后电机的实际计算功率为733 kW[4]，比较接近电机额定功率800 kW，对主电机、整流变压器进行检查和备用。

(7)为减少本次改造时间和日常维护时间，提高设备利用率，在井架上增设竖井摩擦轮提升首绳起重装置和卡绳器(视井架安装空间和受力情况而定)。

(8)经计算，井架、井筒罐道及罐道梁受力均满足改造要求，不需要重新设计。

2.2方案比较

混合井提升系统改造方案技术参数比较见表1。

表1　混合井提升系统改造方案技术参数比较

从表1可知，方案一投资大，提升机主轴及电机更换周期长，见效慢。该井是矿山主要的生产提升井，停产改造势必影响全矿生产。在产能增加一样的情况下，改造工期的长短是两个方案比较选择的重要依据，因此，推荐方案二为改造方案。

3　实施保障及应注意的问题

①根据要求，该设备(包括液压制动系统、基础受力等)均是按照钢丝绳最大静张力335 kN，钢丝绳最大静张力差95 kN设计制造的；②设备基础是按照设备制造商提供的受力参数设计的，可以满足改造后使用;③井架不需补强;④为满足防滑系数的要求，设计要求更换提升机卷筒和天轮的摩擦衬垫，衬垫型号为K25(进口材料国内生产);⑤订购钢丝绳时要求绳芯注入N113增摩脂;⑥要求提升机在扩产前进行一次全面的检修，调整主轴装置的同轴度和平行度，检测轴承间隙，超标应及时更换，注意监测轴承座的地脚螺栓，如有松动及时更换[5]。

4　技术改造实施效果

矿山混合井提升系统改造完成后，提升系统运行正常。提升能力达到4 019 t/d，有了较大的提高，缓解了矿井提升压力，取得了较好的效果。

5　结　论

(1)矿井提升系统改造是一项系统工程，要结合矿井自身生产实际，进行多方案比较和技术论证，确保效益最大化。

(2)做好技术改造方案实施的组织工作，统一指挥，分工明确，合理安排，尽量减小停产时间。

(3)提升系统设备选择要考虑矿井长远发展规划，在经济能力许可的条件下，尽量一步到位，避免因技术改造而造成的不必要损失。

参考文献

[1]贾猛．龙固煤矿主井提升系统的技术改造[J]．煤矿机械，2003(9)：101-102．

[2]赵晓峰，陈晓飞，王晓东．生产竖井提升系统改造优化方案[J]．黄金，2012，33(6)：36-40．

[3]张荣慧．主井轻型箕斗的改造[J]．山东煤炭科技，2001(2)：12-13．

[4]张梦麟．采矿设计手册：矿山机械卷[M]．北京：中国建筑工业出版社，1989．

[5]刘金鹏，刘万强，李定坤，等.金亭岭金矿竖井提升系统的合理化改造[J].黄金科学技术，2010，18(4)：80-81.

(收稿日期2016-04-19)

魏国昌(1982—)，男，工程师，硕士，066004 河北省秦皇岛市经济技术开发区龙海道71号。