第３２卷 增刊１ 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 ２０１１笠 ６ 月 浅谈三贵口铅锌矿主井提升方案选择与计算 尧金才 （中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌３３０００２） ［摘 要］根据内蒙古三贵口铅锌矿主井１０ ０００ ｔ／ｄ提升要求，ｄｏ４．８ ｍ井筒已施工的实际情况，经方案比 较选择１５ ｍ３双箕斗、型钢罐道提升方案，对双箕斗提升设备进行选型计算。 ［关键词］１０ ０００ ｔ／ｄ；主井提升；双箕斗；提升方案 中图分类号：ＴＤ２１４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—４３４５（２０１ １）Ｓ１—００１８—０３ Ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｉｎ Ｓｈａｍ Ｈｏｉｓｔｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ Ｓａｎｇｕｉｋｏｕ Ｌｅａｄ Ｚｉｎｃ Ｍｉｎｅ ＹＡ０ Ｊｉｎ—ｃａｉ （Ｃｈｉｎａ Ｎｅｒｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ ３３０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ １０ ０００ｔ／ｄ ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｉｎ ｓｈａｆｔ ｉｎ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｓａｎｇｕｉｋｏｕ Ｌｅａｄ Ｚｉｎｃ Ｍｉｎｅ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ４．８ ｍ ｓｈａｆｔ ｉｓ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ １５ ｍ ｄｏｕｂｌｅ－ｌｏｏｐ ｐｒｏｆｉｌｅ—ｓｔｅｅｌ ｃａｇｅ ｇｕｉｄｅ ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ—ｌｏｏｐ ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ １０ ０００ ｔ／ｄ；ｍａｉｎ ｓｈａｆｔ ｈｏｉｓｔｉｎｇ；ｄｏｕｂｌｅ－ｌｏｏｐ；ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ 内蒙古三贵口铅锌矿主井提升高度６６５ ｍ，井 筒净直径 ４．８ ｍ，委托中国瑞林工程技术有限公司 表１双箕斗与单箕斗带平衡锤提升比较 项目 双箕斗方案Ｉ 单箕斗带平衡锤方案Ⅱ 设计前，井筒已施工。在不刷大井筒断面的情况下，需 完成１００００ｔ／ｄ提升量的没计要求。 提升机 装机功率．ｋＷ 箕斗 平衡锤 ＪＫＭ ３．５ｘ Ⅲ）Ｅ ３ ０００ ＪＫＭ ４ｘ６（￥）Ｅ ３ ５５０ ２个１５ ｍ３．有效载重２３ｔ ２１ ｍ３，有效载重３６ｔ 一 ５４ ｔ ６１．８ ３０ ３６０ｔ １ ２ｏｏ １ ２００ｘｌ０４ １提升方案选择 针对该项目提升规模大的特点，应优先选用６ 绳提升机以减小提升机卷筒直径。国内６绳提升机 钢丝绳．ｔ ４６ 其它可比部分．ｔ 总重．ｔ ４３ ３１６ｔ 可比设备投资．万元 年电耗。ｋＷ・ｈ １ ０１０ １ ０５３ ｘｌ０４ 大都为井塔式安装，故设计选用塔式６绳摩擦轮提 升机。塔式摩擦轮提升有双箕斗提升与单箕斗带平 衡锤提升两种提升方式，罐道形式有钢丝绳罐道与 注：１．两方案均能满足中４．８ ｍ井筒断面要求 ２．井塔土建工程两方案相差不大，比较表中未列 型钢罐道形式，本设计对以上不同提升形式作出方 案比较。 从表１可以得出：ｌ１方案Ｉ比方案ＩＩ投资省、年 电耗低。２１方案ＩＩ中箕斗过大，目前国内金属矿山尚 无使用先例，系统可靠性不如方案Ｉ。因此选用方案 Ｉ双箕斗提升方式。 １．２罐道形式 １．１单、双箕斗提升比较 单、双箕斗提升方式各有优缺点：双箕斗提升有 提升能力大，单位能耗少的优点，但管理相对较复 杂；反之单箕斗提升管理简单，但提升能力小，单位 能耗高。单、双箕斗提升比较见表Ｉ。 罐道形式有钢丝绳罐道与型钢罐道，目前国内 主井箕斗提升多采用钢丝绳罐道。采用钢丝绳罐道， 收稿日期：２０１１—０４—０８ 作者简介：尧金才ｆ１９８３一），男，主要从事矿山机械设计与研究工作。 增刊１ 浅谈三贵口铅锌矿主井提升方案选择与计算 ・１９・ 井筒直径须从ｑｂ４．８ １ＴＩ刷大至ｑｂ５．６ ｍ，增加工程量 并影响施工工期，井筒断面配置见图１。采用型钢罐 道， ４．８ ｍ井简直径能满足井筒断面配置要求，型 钢罐道井筒断面配置见图２。由于型钢罐道满足井 简直径要求，并有箕斗摆动量小、运行平稳的优点， 故采用型钢罐道。 图１钢丝绳罐道井筒断面配置 图２型钢罐道井简断面配置 ２双箕斗提升计算 ２．１设计要求 １１提升任务：Ａ＝１０ ０００ ｔ／ｄ ２１提升高度：Ｈ＝６６５ ｉｎ ３）矿石松散比重： ＝１．８８ ｔ／ｍ３ ２．２设计计算［１］ １１小时提升量 Ａｓ＝Ｃ ／Ｔ＝５９０ ｔ／ｈ 式中：ｃ为不均衡系统，１．１５；Ａ为年日提升量，１００００ｔ／ｄ； 为日工作小时数，１９．５ ｈ／ｄ。 ２１提升速度 Ｖ＝０．３～０．５ ：７．７４～ｌ２．８９ ｍ／ｓ，取１０．２６ ｍ／ｓ。 ３１箕斗选择 容积：Ｖ Ａ８ ×（Ｋ ）：１ １・６ ｍ 式中：Ｃ 为装满系数，０．８５；Ｋ 为系数，３．０３；／Ｚ为箕斗 减速与爬行附加时间，１０ ｓ：０为提升休止时间，２５ ｓ。 箕斗选用１５ ｍ３底卸式箕斗，有效载重ｐ＝２３ ｔ； 自重Ｑｊ＝３５ ｔ。 ４１钢丝绳最大终端荷重 Ｑａ＝Ｑ＋Ｑｊ＝５８ ｔ ５１钢丝绳选择 Ｐｓ＝— 一：４．５５ ｋｇ／ｍ 域— 一一Ｈａ ｐｏｇｍ 式中 为钢丝绳每米质量，ｋｇ／ｍ；ｎ为提升钢丝绳数 量，６；ｏ－为钢丝绳抗拉强度，１ ７７０ ＭＰａ；Ｐ。为钢丝绳 的假定密度，９ ０００ ｋｇ／ｍ；ｇ为重力加速度，９．８１ ｍ／ｓ ： ｍ为钢丝绳安全系数，７： 为钢丝绳最大悬垂长 度，７４０ ｍ。 选取６×２８ｆｌ５／１２，ＢＲＡＮＧＬＥ）钢丝绳作为首绳， 钢丝绳主要参数如下：直径ｄ＝３５ ｍｍ；抗拉强度ｏｒ＝ １ ７７０ ＭＰａ；破断拉力总和Ｑ。＝９７２ ｋＮ；钢丝绳单重 Ｐｌ＝５．１４５ ｋｇ／ｍ。 选择３４ｘ７＋ＦＣ钢丝绳作尾绳，主要参数如下：直 径ｄ’：５２ ｍｍ；单重Ｐ’１０－５ ｋｇ／ｍ；数量ｎ’＝３。 ６１首绳工作安全系数校核 ７１提升机选择 根据钢丝绳选择结果，按照Ｄｉｄｉ＞１００原则，初 步确定选用ＪＫＭ一３．５ｘ６（ｍ）Ｅ型多绳摩擦式提升机， 设备主要参数如下：主导轮直径Ｄ＝３ ５００ ｍｍ；最大 静张力Ｆｌｙ．ｘ＝８６０ ｋＮ；最大静张力差Ｆｃｍ￣＝２７０ ｋＮ；首 绳根数ｎ＝６；首绳间距ｓ＝３００ ｍｍ。 ８１最大静张力校核 ｎｍ Ｑｐ ＝７．３１＞７（安全） 印ＳＩ＝（ ）ｇ＝７９７．７ｋＮ＜８６０ ｋＮ 足要韵。 ．２０・ 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第３２卷 式中：５ 为作用在主导轮上最大静张力，ｋＮ。 ９１最大静张力差校核 ｓ ＝Ｓ１一Ｓ２＝２３０．３ ｋＮ＜２７０ ｋＮ（满足要求） 每小时提升次数： ： 』 ３１次 小时提升能力：Ａ －－ｎ。Ｑ＝７１３ ｔ／ｈ 日提升能力：Ａ ｒ＝ＴＡ，／Ｃ＝１２ ０９０ ｔ／ｄ 式中：５ 为作用在主导轮上最大静张力差，ｋＮ；Ｓ 为钢 丝绳下降侧静张力，（Ｑ】＋ｎＰ㈥；ｇ＝５６７．４ ｋＮ。 ｌ０１衬垫比压校核 ｑ＝ ：１．８６ Ｎ／ｍｍ２ ＜１．９６ Ｎ／ｍｍ ｆ满足要求１ 式中：口为衬垫比压，Ｎ／ｍｍ２。 １ １１防滑校核圆 （１）张力ｔｔ：Ｓ ／Ｓ ：１．４１＜１．５（满足安全规程要求） ｆ２１静防滑安全系数 ｋｊ－—Ｓ２（ ｅ￣ －—ｉ）：３．２２＞１．７５（满足安全规程要求） ￣１－３２ 式中： 为静防滑安全系数； 摩擦系数，衬垫采用 Ｋ２５ＳＣ摩擦衬垫，０．２５；Ｏｔ为围包角，１８８．８７。。 ｆ３１动防滑安全系数 ［Ｓｚ －－ （Ｑ＋ｎａ＝ ，＇Ｐ ＇Ｈ ｏ ）ａ］（ ｅ ￣－ ｉ） ＝２．０６＞１．５（满 Ｊ十ｎｒ足安全规程要求） 式中： 为动防滑安全系数； 为提升加速度，０．７ １ＴＩ／Ｓ２。 １ ２１运动学及提升力学 提升运动学及力学如图３所示，计算较为简单， 计算公式本文省略。 一次提升全时间：Ｔ’Ｔ￣＋０＝－１ １４．４ ｓ 式中： 为一次提升运动时间，８９．４ ｓ，见图３。 Ｊ Ｉ ｍ／ｓ 萋Ｉ 。ｔ＿ ａ．ｍ／ｓ２ ｏ．３ｉｏ． ０．７ ｔ ｉ０．３ ＿ｈ一 ，ｍ ｔ．ｓ ５》２．５４ ４９．６２ ４３．９４ ６．６７Ⅱ．６ ｈ，ｍ ３．７５１７３．４４ ５０８．９８ ９７ ３．３３１０．４２ 速度图 Ｊ Ｉ Ｆ，ｋＮ ３２ ３．７ ３９４・３Ｏ １； ２７０．７６ ２７０．７６。… ：： ～～ 力图（提升矿石） ｔ， 图３提升速度图及力图 满足１０ ０００ ｔ／ｄ提升量要求。 ｌ３１电动机选择 ｆ１１电动机等效功率 ５８５ ｋＷ 式中： 为等效拉力，２４７ ｋＮ；ｒ／为传动效率，０．９８。 电动机选择ＺＫＴＤ ３１５／６３型直流电机，功率肚 ３ ０００ ｋＷ， ｌ ０００ Ｖ，５６ ｒ／ｍｉｎ。 ｆ２１电动机过载能力校核 电动机额定圆周力Ｆｅ： Ｖ ：２８６．６ ｋＮ 电动机过载Ａ＝Ｇ／Ｆｅ＝１．３８＜１．７ｆ满足要求１ 式中：Ｆ１＝３９４．３０ ｋＮ见图３。 一次提升全时间：Ｔ’：／１＋０＝ｌ１４．４ ｓ 式中： 为一次提升运动时间，８９．４ ｓ，见图３。提升 时最大出力为３９４＿３ ｋＮ。电动机满足拖动要求。 ３ 结语 １１本提升系统采用ｌ５ ｍ 双箕斗提升，型钢罐道， 能满足 ４．８ ｍ井简直径，１０ ０００ ｔ／ｄ提升量的要求。 ２）大型主井提升应优先选用双箕斗提升方式，尤 其是深井提升。 ３）双箕斗提升应特别注意防滑要求，当防滑达 不到要求时，可考虑采取增加箕斗自重的方式。 ４１主井系统改造或对井筒直径比较敏感的矿井， 可考虑采用型钢罐道，缩小井筒断面配置对井简直 径的要求。 参考文献 【１］郑锡恩，等．采矿设计手册：矿山机械卷【Ｍ］．北京：中国建筑工业出 版社，１９８８． ［２】王运敏，等．中国采矿设备手册【Ｍ］ Ｅ京：科学出版社，２００７．
