箕斗罐笼混合改绞在基建施工中的应用

张洪雷

(板石矿业有限责任公司)



箕斗罐笼混合改绞在基建施工中的应用

张洪雷

(板石矿业有限责任公司)

井建工程中，提升工程是决定工期的关键因素。阐述了某矿山在矿山基建期箕斗罐笼混合改绞提升方案，通过在井底增设临时矸石仓和半自动装载系统，实现了矸石提升和物料、人员运输的分离,配合矿用汽车运输替代矿车运送矸石,极大地提高了整个立井临时提升系统的提升效率。改绞效果达到了设计要求，满足了施工需要。

箕斗罐笼 混合改绞 提升系统 基建施工

随着我国采矿机械化水平的提高，井下施工设备逐渐大型化、无轨化，对巷道断面的要求增大。传统的罐笼提升受矿车及无轨化汽车装运转换的限制，无法与施工掘进配套，提升能力受限。箕斗罐笼混合改绞是目前比较新型的施工工艺，在井底增设临时矸石仓和半自动装载系统，矿用汽车替代矿车运送矸石,实现了矸石提升和物料、人员运输的分离,极大提高了立井临时提升系统的提升效率。为井建施工二期、三期工程的机械化快速施工提供了保障。

某矿设计生产能力235万t/a，主井选用15 m3底卸式双箕斗提升系统，JKM4×6型塔式多绳摩擦提升机，副井采用双层单罐笼配平衡锤提升系统，JKM2.8×6型塔式多绳摩擦提升机，主井和原有老副井与副井和中央风井相距1 800 m，另有2回风井分别在矿体的两侧。设计基建工程量共为49万m3，井巷长约2.95万m。由于各方面原因副井工业场地未能及时开工，施工主要依靠主井及一条回风井进行，独头掘进距离较长。计划回风井与主井首先贯通,提升任务主要依靠回风井，每月需要提升7 000 m3以上,根据现场实际情况,制定了箕斗罐笼混合改绞方案，以满足提升要求。

1 原施工状况

风井井筒直径6.5 m，喷混凝土支护，井深420 m，需要在340 m(单侧马头门)、280 m(单侧马头门)2个水平改绞。现有施工设备及设施包括：凿井井架Ⅲ型一座，2JK-3/20卷扬机1台，JZ5/600稳车5台，2JZ10/600稳车2台，双层吊盘一座，风水管、溜灰管各一趟，φ2.5 m天轮1个，以及相应的钢丝绳。

2 改绞方案

2.1 改绞工程设计原则

①改绞后必须满足提矸、升降人员、下施工设备和材料的需要;②满足井口、各改绞水平操车及井筒安全设施的需要;③满足箕斗装矸、卸矸需要;④满足二期施工通风、排水、压风、通讯、供电、供水需要;⑤满足提升系统正常运转需要。

2.2 方案选择

每天按15 h提升矸石，9 h为上下人员、小型设备、材料，每年可提升矸石量111 600 m3。

常规改绞方法为单层双车罐笼提升,箕斗配罐笼提升方案为新型改绞方法，箕斗除提升能力有较大提高外，运行过程中可节省大量人工费(推车工、把钩工、信号工等)，且安全性能高。该矿冬季寒冷，如采用常规矿车翻矸，矿车极易结冻，十分不便。综上比较，选择箕斗配单层双车罐笼。

2.3 提升机校核

卷扬机最大静张力13 000 kg，最大静张力差8 000 kg，电机功率800 kW，罐笼自重4 800 kg，箕斗自重4 800 kg，经计算天轮下终端荷载11 889 kg。

(1)提料时最大静张力Fj=11 889 kg<13 000 kg,符合要求。

(2)提料时最大静张力差，Fc=7 089 kg<8 000 kg，符合要求。在箕斗提料时，最大静张力差较大(达到7 t)，为节电，减少静张力差，在箕斗提料时，罐笼装入两个矿车，以增加罐笼重量。

(3)电机提升力计算：Fmax=102nN/V=12 385 kg>7 089 kg,所选电机满足使用要求。

2.4 提升系统

改绞后形成一套单层双车罐笼配3.2 m3JS3.2箕斗提升系统，箕斗为底卸式，可运送混凝土材料，单层双车罐笼用于上下人员及小型设备和材料，箕斗和罐笼互为配重。

井筒底设计标高为280 m水平，措施延深 20 m，最低标高260 m。本设计275 m水平为装载平台，安装1台振动放矿机，275～280 m设计1个储矿仓，280～340 m水平设计一条措施矸石溜井，则280和340 m水平的渣石全部落到储矿仓中，再通过275 m水平的振动放矿机将渣石放到箕斗中，整条井筒一点装矸。

在280和340 m水平安装摇台作为罐笼的配套设施，以备运送人员、设备和材料使用，在储矿仓和措施溜井形成之前，渣石通过罐笼提升。

2.5 改绞后的运行效果

改绞工作于2014年6月中旬开始,7月底结束，2014年8月—2015年12月，该风井排矸实测值(实体量)见表1。

改绞完成后主要受限于工作面限制，提升能力不高，从2015年5月开始提升量达到设计要求，满足了矿山的基建需要。

表1 箕斗罐笼井提升实测数据

3 结 语

(1)箕斗罐笼混合改绞配置能有效提高矸石的输出能力，但应结合巷道工程量与巷道布置形式，并且根据工期需要选用合适的设备配置，以取得最大的经济效益。

(2)箕斗罐笼混合改绞措施工程多，改绞工程量大，投入相对较多，应妥善处理工期与费用的关系。

(3)完善生产组织、提高员工的操作水平、合理安排计划，组织好掘进工作，是达到设计提升能力的关键，以更好地发挥提升箕斗罐笼的作用。

2016-07-11)

张洪雷(1983—)，男，工程师，134304 吉林省白山市浑江区板石镇。