千米矿井混合提升系统安全管理及高效运行

吴小忙

（建工集团建井一处，河南 平顶山 467000）

竖井提升能力是矿井建设的一个瓶颈，建设大直径、深立井、超千米矿井将成为矿山建设的发展趋势。井筒到底后，施工需要转换为水平方向施工，设备在工作面大量展开，同时需要增加提升量，因此为了满足井下施工需要，为了满足立转平的过渡和井下施工的需要，必须在井筒到底后进行临时改绞。通过临时改绞能够加快矿井建设速度[1]。

某矿北三进风井井筒直径为8米，井深1105米，为了满足矿井二期提升能力的需要，临时改绞采用双罐笼双箕斗混合提升系统[2]。因此，本文以千米立井混合提升系统为研究对象，解决二期及三期多头施工、快速施工出矸量大、下放物料多、施工人员多的问题，以提高矿井提升能力、提升系统的可靠、安全、稳定高效运行为目标[3]。

图1 双箕斗罐笼混合提升系统

1 混合提升改绞安全管理

某矿北三进风井采用罐笼和箕斗双提升系统，必须要考虑双箕斗双罐笼提升系统在井筒内布置和摆动量、V型钢管凿井井架的承载能力的问题，因井筒深度超过1000m，钢丝绳弹性伸长较长，容器摆动量较大，罐笼防坠器具有非正常故障，罐道绳自身弹性伸长、张力检测精度较低，导致罐道绳频繁调绳、松绳，运行提升的过程中，罐笼和箕斗可能会发生碰撞等现象，针对以上的问题，采取以下方式来确保矿井提升的安全、稳定、可靠地运行，提高提升系统可靠性，减少事故，防止人员伤亡。

（1）通过对有限空间内提升容器的布置，以及提升容器之间、提升容器与罐道绳、防撞绳、防坠器、稳绳张紧装置和报警装置之间存在的关联及数据收集分析，解决混合提升防撞、矿用防坠器误动作、罐道绳张紧力不均导致的频繁换绳、松绳等问题[4]。

（2）使用高精度、抗冲击性强的罐道绳张力监测传感器（ZJY-32/8），准确监测防坠器与罐道绳的关键运行参数，解决现有传感器精度低、抗冲击性差的难题。

（3）使用双油缸液压自动张紧装置、罐道绳安全运行状态监测系统，利用连通器原理实现双油缸对称液压张紧罐道绳的方法，采用步进双卡绳器机构，液压系统能够实现长期保压。通过对罐道绳张紧力的实时监测与快速响应调控，提高立井提升系统的安全可靠性。

（4）应用防坠器与罐道绳安全运行状态监测系统，建立千米立井运行状态监测系统与远程监测平台，并利用布置在罐道绳上的张力传感器和提升机房内的实时监控平台进行综合分析，从而准确诊断故障信息，实现对故障的可靠报警。同时，实时运行状态监测系统能够实现专家的远程访问，进一步增加了系统的先进性和稳定性。

（5）根据超千米竖井双箕斗罐笼系统施工新工艺，制定了V型金属凿井井架加固的措施，对上井口罐笼罐道和箕斗曲轨固定装置进行了优化设计、加工制作。经现场吊装、高空连接等的作业实现上井口V型井架及附属设备的正常运转。经过现场运行情况，V型井架的承重性以及井口罐笼和曲轨固定装置可靠性比较稳定。

2 混合提升改绞高效运行

大型及特大型矿井的井筒和主要大巷的断面设计较大，出矸量较大且支护相对复杂。传统的运输的方式已经不能满足二期及三期工程的快速施工及大量下放物料要求，为了能够尽快的缩短工期，保证井下的连续及快速施工，井筒内布置两台FJD-3.2立井单绳自动翻转箕斗和二台2T矿用防坠罐笼，形成两套相对独立的提升系统。

罐笼提升系统主要负责提人、下料和矿车排矸，翻转箕斗提升系统负责出矸，井上下安装皮带和储矸仓，实行集中控制，使用自动翻转箕斗排矸，无需在井下安装破碎装置，通过上述运输和提升系统，大大提高了井上下和立井的提升运输能力，解决了立井提升瓶颈问题。

对比传统双罐笼临时改绞系统，混合提升增加了箕斗提升系统。增加了矿井提升通道，使矸石提升和物料、人员提升分离，极大提高了提升效率；通过对双箕斗罐笼混合提升能力进行计算，其提升能力为1076m3/d。

某矿三水平工程得益于双箕斗罐笼混合的提升方式，生产效率与传统的提升方式相比效率提高了很多，目前某矿三水平下延工程井下有5个工作面同时掘进，月进尺均在400m以上，月产值稳定的1200万元以上，最高时达到1600余万，而且系统运行依然有空余时间，保证了检修的顺利进行，更好的为安全高效运行创造条件。

3 结语

某矿北三进风井双箕斗罐笼混合提升系统能够缩短矿井建设工期，节省投资及利息。双罐笼箕斗混合提升系统大大提高了竖井提升能力，解决了立井提升瓶颈问题，能够加快施工速度、提高效率、能适应综掘机械化作业，又能方便人员、材料上下，具有较大的社会和经济效益；并且提升系统能够实现综合控制，提升机能实现自动化控制，稳绳张紧、箕斗和罐笼运行能在提升机房进行实时监控和异常自动报警，提升系统安全得到进一步提高。混合提升系统可以在金属非金属矿山等得到广泛的应用，为国内以后超千米井筒混合提升系统安全管理及高效运行提供了样板，起到借鉴作用。

[1]崔云龙.建井工程手册.

[2]矿山立井临时改绞双系统提升设计优化汪莹.建井技术.2013(02).

[3]深立井施工技术现状及发展展望祁和刚.建井技术.2013(05).

[4]提高立井提升能力的研究与应用郭金龙.中国矿业学会矿业机电一体化专业委员会、中国电工技术学会矿业电工专业委员会论文集.