焦家金矿箕斗提升系统改造实践(1).pdf

6 ， j 焦 家 金 矿 箕 斗 提 升 系 统 改 造 实 践 ／ ．／ l／ 北京 有色冶金设 计研究总院王东张敬施士虎 【 摘要】 焦家金矿为例论述r 竖井提升乐 统拄术改造的备种疗集及其u r 行性和忧缺 ．通过各种 案 优选 ，避 开 丁许 多“往改 造中需 更换 设 备重打基础 的缺 点改造 应 用了 一种 钢筋 混 凝土 结构 表 面 l帖钢 板 术 超 关 键 词 提 升 系 统方 案 优 选井 塔 加 固 ／ ， 一1 ， ， 一 一。 I ， 、 l APPLI CAT1 0N 0F TRANSF0RM I NG THE VERTI CAL S HAF T H0I S TI NG S YS TEM I N J I A01． I I A G0LD M I NE B e i j i n g C e n t r a l En g i n e e r i n g＆ Re s e a r c h I n s t i t u t e f o r No nf e r r o u s M e t a l l u r g i c a l I n d u s t r y W a n g Do n g Zh a n g J i n g S h i S h i hu 【 A B S T RA C T】Th e p a p e r d i s c o u r s e s t h e a d v a n t a g e s ，d i s a d v a n t a g e s a n d p r a e t i e a b i l i t y o f v a r i o u s p l a n s o n t h e r e c o n s t r u c t i o n o f v e r t i c a l s h a f t h o i s t i n g s y s t e m o f J i a o j i a Go l d M i n e An o p t i mu m p l a n o f t h e r e c o n s t r u c t i o n i s p ro p o s e d，a v i o d e d t h e t o t a 1 r e p l a c i n g o r i g i n a l e q u i p me n t a n d f o u n d a t i o n A n e w me t h o d o f h o i s t i n g t o we r r e i n f o r c i n g u s e d ． n o t o n l y r e d u c e d c a p t i c a l c o s t ． a l s 0 , a v e d c o n s t r u c t i o n t i me KEY W ORDS Ho i s t i n g s y s t e m Op t i mu m p l a n Ho i s t i n g t o we r rei n f o r c i n g 1 前言 在矿山开 采过 程中，随着矿体品位的变 化和探矿工作 的进 展，有可 能扩 大矿山生产 规模 ，提高矿井 生产 能力，如湖北鸡笼山金 矿 山东河西金矿及 焦家 金矿等。规模 的加 大很大程度受原有提 升系统的 限制，要解决 j 奎十问题 目前有两种办 医 一是增 加提 升设 施 ；二是 在原 有提 升设 施 的 基 础 上进 行 改 造， 充分挖掘现有提 升设 施的提 升潜 力 增 加提升设施这种方法 比较适 合于需要大规 模 提 高产量的矿山，投 资较 大，基建时 间也较 长 ；改造 现有提升 设施 比较适 合规模增幅 不 大的矿山，它 具有投资少 见效快 的特点 各 个矿 山实际情况不 同，改造 方法 也不同，这 需 要具体研究选 择可行的方案。 焦家金矿是 我日大 型黄金 矿山之 ， 目 前年 产 黄金 1 5 0 0多 k g 。1 9 8 4年 进行 扩建 ． 新增 两 台 多 绳 提 升 机、 此 时 生 产 规 模 为 7 5 0 t ／ d矿 石，并 留有 达 到 l O 0 0 t ／ d的 余地 ， 目前矿石提 升 任 务已达 1 0 0 0 t ／ d ， 废石量 是 矿石量的 4 0 ％。随着 开 采深 度 延 伸和 矿 石 品位的降低 ，为保证 矿山的经 济效 益，1 9 9 6 年焦家金矿提出要扩大生 产规模 ，提 高矿井 的提升能力， 以保持黄金 产量和矿 山经济效 益，为此需要对原有提升 系统进 行改造 2。矿 山提升系统现状 焦家金 矿 现 有 一 条 直径 为 5 5 m 疑井， 同时安 装 2台 0 2． 2 54多绳 提 升讥， 1台 用 f罐 笼提 长，1台用 r箕 斗提升 罐 笼担 负人员材料提 升任务，箕 担负矿百及废石 提 升任 务，罐 笼提 升和箕 斗提 升完 全隔离．、 现有箕 牛提 升系统性 能参数如下 提升方式 四绳箕 斗带 平衡锤提 升 ； 提升机 J KM2 ． 2 54 维普资讯 许用最大静张 力2 0 5 8 k N ； 许用最大静张 力差5 8 8 k N； 减 速 比i 1 1 5； 旋转部分变位质量 6 5 8 0 k g ； 导 向轮变位质量 1 3 6 0 k g； 电动机 J RQ1 5 81 0 ，功率 3 1 0 k W ； 转 速 5 9 0 r ／ mi n ； 最大过载能力r 1 ． 8； 转动惯量8 5 k g - m ； 箕 斗 3 2 m 底卸式 ； 质 量 7 3 6 6 k g’ 包括 首 绳 尾 绳 悬挂装置 ； 平衡锤 质量 9 6 7 0 k g 包 括 首绳 尾 绳 悬挂 装置 ； 首绳 6 △ 3 0 一2 1 1 4 0 ，单 位质 量 1 7 1 2 k g ／ m； 四根钢绳 总破断拉力8 8 2． 5 k N ； 尾绳 1 81 93 0 ． 5 1 5 5，单 位 质量3 ． 5 7 6 k g ／ m ； 罐道形式刚性罐道 3 8 k g ／ m钢 轨 ； 提升 高度3 6 7 ． 9 7 5 m ； 箕斗一次装载量4 6 0 0 k g ； 最大提升速度6 0 4 m／ s； 一 次提升循环 时间 1 7 1 s ． ； 小时提升次数2 1次 ； 小时提 升能力9 6 6 t ／ h。 按 每 班 5 ． 5 小 时 作 业 ，每 天 可 完 成 1 6 0 0 t ／ d提升量 。 3 提 高提升能力途径 焦家 金矿扩建后要 达到 1 2 0 0 t ／ d矿石 和 4 8 0 t ／ d废 石 生 产规 模 ，考 虑 到提 升 系统 不 均 匀 性 ， 提 升 系 统 的 提 升 量 需 要 达 到 1 9 3 2 t ／ d ，但现有 提 升 系 统 已经形 成． 只 能 在此 基础上做一定 的调整 ，以满 足生产要求 而不影响矿井现在的生产。为此探讨了如下 各种途径及其可能 性。 1 延长作业时间 系统所有参数均不变，建筑和设备也不 变 ，每班工 作时间延长到 6小时，此时提升 量为 9 6 61 81 7 3 8 t ／ d． 不能满 足生 产 需 要 。 2 提 高提升速 度 根据该提 升系统的 有关 目素最大提 升速 度可考虑 提高 到7． 6 m／ s ，则 小 时提 升次 数 为 2 4次，小时提 升 能力 1 1 0 t ．按 每班作 业 5 ． 5小时．每 日可增加 提升量 2 3 0 t ．如 果 同 时考虑 延长作 业时间每班 6小时 ，则每 日可 增加提 升量 3 8 0 t 。总 计 每 日提 升量 1 9 8 0 t 。 最大提 升速 度提 高到7 6 m／ s时，需 将 电机 改为 J RQ1 5 7 8 ，功率 为 3 2 0 k w ，电压 为 6 k v，转速 为 7 4 0 r ／ mi n 。井塔上 的电动机 安 装基 础需 按新 电动机安装要求进行改 动，提 升系统速 度图与力 图也相应变化 ，控制 系统 也需 做适 当调 整 3 修改箕斗减少箕斗质量 现 用 箕 斗 3 ． 2 ． 其 质 量 为 7 3 6 6 k g ． 减少箕斗质量来补偿有效载重量 的增 加，保 持终 端负荷 不变 可 以不更换 钢 绳和 电动机， 但 由于废石 松散 容重 是不变的 ，最大装载能 力只能是5 1 3 t ． 要进一 步增 加 一次提 升量 必 须增大箕 斗容积，此外 ，该 箕斗各构件均 已采 用 1 6 Mn钢 材． 通 过 减 小 框 架 用 材 规 格 ，减 小斗箱壁厚来 降低总质量增加箕斗容 的效果 甚小，难 以满足生产需要 。 4 增大 箕斗容积更换钢 绳不更换 电机 要 较大 幅度提高提升能力 ，必 须增大箕 斗 容积．更换钢绳 ， 以现用 电动机发挥最大 能 力为前提 ．且不改 动井简装备。 箕 斗 容 积增 大 到3 8 时．质 量 增 加 5 2 0 k g ，有效 载重 按5 8 t 考虑 ，此时参 数如 下 箕 斗质 量 7 8 8 6 k ； 钢绳终端载荷1 3 4 ． 1 k N ； 平衡锤总质量1 0 7 8 6 k g； ． 提升钢绳规格 6 △ 2 1 一2 21 5 5． 单位质量 1 9 7 3 k g ／ m ； 四根钢绳 破断拉 力 9 9 7 ． 8 k N ； 焦 家叠矿 箕斗提 升 系统改 造实践 王 东等 邮编 】 0 0 0 3 8 维普资讯 钢绳最大 静张 力 1 6 7 6 k N ； 钢绳最大 静张 力差2 8 ． 4 k N 假 定 首 尾 绳 互 平 衡 ； 安 全 系数 7 ． 0 8； 等效功率 2 6 0 k W ； 电动机 J R ql 5 81 0 ，3 1 0 k W． 5 9 0 r ／ rai n； 电动 机过 载系数 1 ． 8； 电机 实际过载 系数r 1 ． 4 3 O． 8 5 1． 8 1． 5 3 小时提 升能力 5 ． 8 2 1 1 2 2 t ／ h。 按 每 班 作 业 5 ． 5 小 时 ， 每 日提 升 量 2 0 1 3 t ，如果 延 长 每 班 作 业 时 间 至 6小 时， 则每 日提 升量 2 1 9 6 t ，有约 1 0 ％富余。 通过对 各种增大 提升能力途径 的探 讨可 以看出 针 对焦家金矿实际情 况提高提 升速 度 和增大箕 斗容 积更换钢 绳，均能满足 生产 需 要，但提 高提 升速 度基本没有提升富嚎 能 力，无潜力可挖 ，机动性 差，必须加强矿 山 生产管 理 ，才能 完 成 任 务 ，而且 电机 要 更 换 ．电控 系统也 要调 整。通过 增大 箕斗容积 更换钢 绳 的途 径，提 升 系统 仍 有 1 0 ％ 的富 余 能力 ，机 动性 较好，便 于生产管 理，但要 更换箕 斗、钢绳 及平 衡锤，井塔也要加 固 4井 塔加 固 4 ． 1 井塔 所受 载荷 的变化 及所 需加 同 的部 位 提 升系统的 改造 导致 井塔 的受 力情 况发 生变 化。如 由 j 钢绳 直径 加大 ， 邑破断 力增 加1 3 ％ 9 9 7 8 ／ 8 8 2 5 21 1 3 ；由于 牛容增 加使井塔 受力增大 。通 过核定需加固处理 的 部位如下 1 v4 1 ． 1 0 m 处的过卷挡梁 见图 1 直接 承受箕 4 过 卷时的 向上撞击力，该 撞击 力与锕绳破断 力有 直接 关系。提 升 系统 改造后 ，钢绳 由 o 2 1 mm增 为 o 2 2 mm，其 破 断力 也 由8 8 2． 5 k N 增 为9 9 7 ． 8 k N ，按 增 大 后的 负荷计∞强度 不能 满足 要求 ，须做加 固 处理 。 图 1 井 塔立 面 图 2 75 0 ． 7 7 m平面 见图 2 ＼ 一厂 ／ _ 、_ _ ， I 、 、 I I I＼ I I M I l I l 崮 l l l I f 卜 I f l l I l ／ 图 25 O 7 7 m 平 面混凝 土梁 布置 图 提升机 的 三 大 件 电机 、减 速 器 及 卷 筒都 布置 在该 层 ，在 工 作 中都是 动 态 载 荷，都与提升速度和载量直接相 关，设计 时 分 别计算正常工作及 事故状 态下 两种受力情 况 ， 缸故载荷 即首绳破 断载 荷只限 支撑 系统范 围内考虑 ，故提 升系统 改造后对塔体 的筒壁结构 的影 响可 不考虑 ，但 直接 支撑卷 筒和减速器 箱的梁 I 受 影响最 敏感 ，再之 与梁 l 。和 I ， 亦 有 关联 。梁 l 这 两根 梁 的主要载荷来 自卷筒 支座 ，即卷筒 自重 及首 绳张 力所传的提升载荷 ，除此 之外．基本 上 有 色矿 山 【 9 9 9 维普资讯 没有其他载荷，设计强度是 由 鼻故 断绳 载荷 控 制 的。梁 该 梁 的 受 力 包 括 两 部 分， 一 是卷 筒所传 杆故载荷，这部分载荷基本上 与梁 L 1 相 同 ；二是该 粱 承受 减速 器箱 及抱 闸等 负荷 ，这些载荷也会有所增加 ，但其精 确值 难 以 计 算 ，故 也 做 酌情 加 固。 h 梁 该 梁处于两 台提 升机之 间，同时承受 两台提 升机所传负荷。本次改造载荷增量所 占比例 较 小，通过 计 算 此 梁 不需 加 固。L J粱 此 梁作为楼 层 的主梁 ，其 承受 载荷 范 围较 大。 有其 他载荷 存在 ，仅箕斗提升增加载荷所 占 比例将继续 降低 ，对梁的强度影响更小 ．可 不做考虑 。 4 ． 2 结构加固方案 本次加 固采 用一 种新的加 固技 术，即在 钢 筋混 凝土结构 外部粘钢 板加固技 术，这种 方 法不增 加结构尺寸 ，不侵占使用空间，麓 工周 期 短 ，等待 时 间少 ，处理 地 脚 螺 栓方 便 。外粘钢板加 固钢 筋混 凝土结构 则是 靠强 度胶粘剂将钢板与被 加固结构混凝土表 面牢 固粘合 ，获得足够的牯结强度 来实现的 。在 载荷作用下 ，粘结面上钢板和混凝土具有基 本相 同的应变值 ，两者共 同承担载荷。 已有 实验表 明粘结 在结构上 的钢板与混凝土结 构 中的钢筋几乎一样起作用。 粘钢结构采用 YJ S一1型 胶粘剂 ，其 物 理 力学性 能能满足钢筋混凝土结构钢板粘结 上接第 5页 底 削壁充填采 矿法 ，通过控制盈 亏平 衡品位 来决 定矿块底 柱的回收 ，在技术上和 经济上 是 合理 的。由 f采 矿工 艺的改进，也给矿 山 带来 了 较 好 的经 济 效 益。 仅 7 1 7 m 一 个 中 段，从 N2 ～S 4 线之 间矿段 长 1 6 0 m，底 补强 加固的需要。该加固法以环境温度不超 过 6 0 ℃，相对 湿度 不 大于 7 0 ％及 无 化学腐 蚀的使用条件为限。另外，被加 固构件 的表 面需 严格 清污和打 磨。 4 ． 3加固实践 为了减小钢板尺寸规格，本次加固采用 1 6 Mn钢 材 ，厚 度 为4 5 mm 和 3 mm、宽 度 为 1 6 0 mm 和 1 0 0 mm 的两 种 规格 的 条形 钢 板。钢板 长度 根据 被加固梁的长度而定。加 固过程完 全依据技 术规 范，在适 宜的环境温 度下 ，将钢板 和混凝 土 结构 表面打 磨光滑 ． 粘结 后在 2 0 ℃ 以上保温 2 4小 时既可拆 除夹 具和 支承 ，三 天后 可受 力使 用，加固表面应 刷水泥砂浆保护 。另外 ，牯钢板 前，被加固 粱应尽可能卸载。 5 结束语 1 9 9 7年 5月，焦 家 金矿 对 井塔 实 麓 了 加固，影 响正常 生产仅 3天，总 费 用 2 7万 元 ，达到 了预期的效果。 通过 实践证 明，焦家金矿箕斗提升系统 所采用的改 造方 案是成功的，它在保证完成 提升任务 的前提 下，充分 发挥 了现有 设备的 生产潜 力。通过运 用新的加固技术，它不仅 节省改造资 金，而且几乎 不影 响现有 正常生 产，本次改造成 功的经验可 为其他 需要改造 的矿 山提供借鉴 。 柱矿 量 为 1 1 0 1 ． 6t ，平 均 品 位 为 9 8 6 g ／ t 。 回收后矿 山所获 利润 为8 4 8 7万元 。但随着 垒 价的变动 ，盈亏平 衡品位也 在变动．所以 应根据 当时 的金 价计算并调 整底 拄 回采的盈 亏平衡 品位 ，使 企业保持 良好 的经 济效 益。 焦家金矿箕斗提升系统改造实践 末等 邮编 1 0 1 3 0 3 8 维普资讯