摘 要：本文研究矿山井下落后运输系统，将平面人力推拉运输方式改为有轨机械运输，扩大提升运输系统能力，满足企业发展需要。
关键词：改造 提升机 电机车
1改造前的现状及问题
1.1改造前现状
某国有企业由私企整合过来，矿石品位低、矿体薄，矿石经人工推运至竖井口码头门，经罐笼提升至地表倒入矿石堆场，劳动强度大、人员多，机械化程度较低，生产效率低，安全性差。根据国家安全监管总局关于发布金属非金属矿山禁止使用的设备及工艺目录（第二批）的通知，禁止主要无轨运输巷道及露天采场采用人力或畜力运输矿岩，禁止原因为人力或畜力运输矿岩。该提升运输系统属于国家明令禁止淘汰的设备设施，对后续安全生产带来了较大的风险。但矿体厚度为2米、铅锌综合品位不足5%，且原有提升系统为Φ1.2m单筒卷扬机，两步提升，采用钢丝绳罐道，提升能力小，无法满足企业发展的需要。
1.2问题
原井筒设计断面2400mm（长）×2200mm(宽），采用钢木支护挂网喷浆方式，由于过去施工单位技术水平和管理不到位，且后期又对井筒进行过多次延深，目前井筒存在倾斜扭曲现象，难以保证罐笼安全运行，中段巷道窄，转弯半径小。
绳罐道安装垂直度达不到要求，悬挂罐道绳、防坠绳、防坠器制动绳以及拉紧重锤使井架负荷加大，罐道绳经常松动，罐耳磨损快，罐笼运行横向摆动较大，更换、紧固罐道绳难度大。
2解决思路
根据资源情况及投资成本，结合公司发展规划，经对方案多方比对，采用如下解决措施：
2.1对该井筒精细测量及局部刷扩，确保原井筒有效垂直断面为1800mm(长）×2000mm（宽），拟定做0.5m3翻转式矿车，保证不改动矿车碰头等安全附件尺寸基础上对定型标准矿车尺寸进行设计优化，根据井筒有效垂直断面控制矿车和罐笼长宽尺寸，矿车按1250mm(长）×1000mm（宽）进行定做，罐笼按照底板尺寸1350mm(长）×1150（宽）定做，保证罐笼与井壁的安全距离。
2.2因多中段上下罐采用矿车稳罐要求较高，为保障竖井运输安全，将该井钢丝绳罐道改为钢罐道，解决上下车稳罐问题。
2.3根据提升系统年生产300天、年提升任务为10万吨的生产要求，更换提升机，加大提升系统提升能力。
2.4各中段运输平面改为有轨运输，采用转弯半径小的蓄电瓶机车牵引翻斗矿车组的运输方式，对运输巷道按规范进行刷扩，符合规范要求。
3提升系统技术改造
明竖井井口标高为725米，井深200米，盲竖井井口标高为545米，中段高为30米，明井与盲井在545米中段连通，日提升能力为340吨，采用三班制，日提升矿石时间为16小时。
提升：根据井筒尺寸，选用双层罐笼,净重2.2吨，限载6人，每次能提升两个容积V为0.5m3的矿车，矿石堆比重ρ为2.15t/m3,以0.9的装满系数γ进行选取，采用单绳单卷筒提升，钢丝绳的长度为240m。
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3.1 钢丝绳选择
钢丝绳的每米质量Ps:
取钢丝绳的抗拉强度为δ=1770MPa，提物的安全系数mk≥7.5, m人≥9，经计算，选用6×37+FC钢丝绳，ds=28mm，Ps=2.98kg/m,其钢丝绳的最小破断拉力为458KN。
钢丝绳实际安全系数校核：
经计算，提物的安全系数为7.85＞7.5，符合要求。
经计算，提人的安全系数为13.77＞9，符合要求。
3.2提升机选择
提升机卷筒直径Dj≥60×28=1680，选用Dj=2000mm
卷筒宽度B,经计算选用B=1170mm
最大静张力为：Fc=Fj=58.31kN
依据以上数据选定提升机：
JK-2×1.2型矿井提升机，卷筒直径Dj=2m、卷筒宽度为B=1.2m,最大静张力为60kN。
根据提升机提升高度、装卸载效率、加减速度及日提升量，经计算，其提升速度v为3m/s，能满足生产要求。
3.3电动机选择
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根据以上计算，选用YTS355M4-6M提升机专用变频调速三相异步电动机，该电机功率为250kW,其最大速可达3.3m/s。
4平面运输系统改造
4.1中段运输距离及运输量
根据采矿设计，中段运输距离平均为600m,系统日提升量为330t，按主要单中段是系统提升量的60%计算，单中段日运输量m为198t。
4.2运输设备选择
根据矿体薄、品位低、巷道的实际情况及采矿方法，选择轨距600mm、轨道为11kg/m、最小转弯半径为6m的道床，采用GTY2.5/6G型蓄电瓶机车，粘重为2.5t、最小转弯半径为5m、速度为4.5km/h，单个矿车容积为0.5m3的矿车组进行运输矿石,单个矿车自重G0为0.55t,载重按0.9装满系数计算，装运矿石其G为0.967t，以单中段最大提升量计算，每中段约提升205车矿石。
4.3矿车组的确定
根据电机车的启动条件、制动条件对电机车的牵引重量进行计算，经计算2.5t电机车的牵引重量为Q=11t。
计算单中段的矿车组的矿车数：
Z=Q/(G+G0)=7.8，取7张
所以此电机车牵引0.5m3的矿车数为7张，即每一组矿车组每一次有效运输矿石m1约为6.7t。
计算中段运输当天的矿石循环次数：
M=m/m1=198/6.7=29.5,取运输循环数为30次。
计算运输一次循环所需时间：
根据装载设备、运输设备及距离，经计算装运每列矿车组所需的时间t1为12min，运输所需时间t2为20min，中途意外停车时间t3为2min，避车时间t4为3min，码头门挂车时间t5为2min。
运输一次循环所需时间为T2=t1+t2+t3+t4+t5=39mim。
则循环30次所需的时间T3为：1170min
以因码头门车场仅只能停一列车，以提升系统的中段提升时间来计算平面运输时间，根据提升系统运行参数、装卸载效率，经计算，每一次提升运输循环时间T1为4.5min,则运输当天中段的矿石所需的时间T为：
T=m/Q×T1=198/1.935 ×4.5≈455.5min
计算所需的列车数：
N= T3/ T=1170/455.5≈2.57列
取每中段3列车，每列车配7个0.5m3的矿车，按20%的备用矿车考虑，则中段所需的矿车数为25张。
5结论
通过改造，改变了原来的手推车运矿、1.2米绞车提升的落后运输模式，实现了的平面有轨运输，提升运输系能力提高了2倍，符合《金属非金属矿山安全规程》的管控要求，提升了系统本质化安全，满足了今后企业发展的需要。
参考文献
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