千米深井主副提升方案的比较与选择

(相关资料图)

1.设计条件

坚井提升是联系井上、井下的咽喉要道,它担负着矿石废石、人员、材料和设备的垂直提升任务口。某钢矿坚井深度约1277 m，工作制度330da,3班d,矿石提升量6 000td,废石提升量600td,最大班人员200人，材料和设备若干。其中，主提升系统承担矿石提升任务，副提升系统承担废石、材料和设备提升及人员升降任务。

与该提升规模相匹配的提升方案有两种 :主、副井方案和混合井方案。主、副井方案即主、副提升系统各设一条独立竖井,提升机及电控系统安装在各自独立的井塔内，称为方案 I混合井方案即主、副提升系统设置在同一条井简内，两台提升机及两套电控系统安装在同一个井塔内，称为方案Ⅱ。

2.方案比较

根据提升任务、提升能力以及最低服务水平的要求,确定主、副提升系统主要技术参数,分别如表1、表2所示，根据提升系统主要技术参数及设备选型，配置出两种方案的井塔、井简断面及其他辅助工程，并就两个方案的可比工程量、可比施工工期、可比投资做如下技术经济比较，两方案相同部分及提升系统设备及经营费用基本相同，故不进行比较。比较内容如表3所示。

3、方案推荐

主、副井方案比混合井方案可比投资多1003万元，占深部坚井工程总投资的比例较小,约为4.3%(按主、副井方案估算深部坚井工程总投资为23 325万元)。因此主要从技术角度对坚井方案进行优缺点分析,分析要素有如下三点。

3.1 提升系统的安全、稳定、可靠性

安全规程规定幻:无隔离设施的混合井，在升降人员的时间内，箕斗提升系统应中止运行。而人员升降时问每班约为1 h,且人员上下并不集中,有很大的不确定性,因此势必对矿石提升造成很大影响，也大大增加了生产管理的难度，根据该矿深部开采提升能力的要求,如果采用混合井,则必须在主副提升格问设置隔墙。

隔墙使用一定年限后，在粉矿冲击、腐蚀等不利因素作用下，其力学性能会发生弱化。箕斗的运行速度为11.729 ms(如采用引进设备方案，速度高达16 ms，罐笼的运行速度为10.89ms(如采用引进设备方案，速度高达12m@，两套提升容器高速运行产生的风箱效应导致隔墙两侧形成压差，隔墙发生横向往复振动及变形，容易产生疲劳破坏。在这些不利因素的影响下，隔板易坠落,使隔墙本身成为安全隐患。即使建立隔墙监测系统，在深度达到1200m以上的坚井中，其维护工作量也相当大，同时也十分困难，且大量的检修维护工作对矿山的正常生产产生很大影响。从国内已运行的混合井的情况来看,也是如此。

而主、副井则各自独立，无隔墙设置要求,既可避免上述安全隐患，又可避免因隔墙检修维护对生产造成的影响。

从提升系统的安全、稳定、可靠性角度来看，方案Ⅰ优于方案Ⅱ。

3.2建设工期

混合井由于要安装隔墙，井简装备量达1173 t大量的井简装备安装使方案亚工期比方案 I工期约长6个月。

两套提升系统安装在同一井简和井塔内，由于相互干扰,安装调试无法同时进行，这也将导致方案T工期比方案 I长2个月，即仅竖井工程本身的工期，方案工比方案Ⅰ长8个月，另外，主、副井可单独施工，主井由于井简装备安装量极少，能先于副井完成施工，并可以利用先期完工的主井作为深部水平巷道、溜破系统、回风道等其他辅助工程的措施井,所以，主、副井方案不仅坚井工程本身施工工期短，还能进一步加速整个深部矿体开采工程的建设进度。而混合井方案在大量的井简装备没有安装完之前，无法作为深部工程的措施井从建设工期的角度来看，方案Ⅰ优于方案Ⅱ。

3.3 进风质量

安全规程规定:混合井作进风井时，应采取有效的净化措施，以保证风源质量。

由于混合井服务中段较多，净化措施实施难度大 !,目前在运行的混合井仅靠中间隔墙来实现风源净化，而隔墙并不能做到完全密封,国内目前在运行的混合井中多数由于隔墙腐蚀、维护难度大而取消了中同隔墙,代之以钢丝网，因此混合井作为进风井时，其风源质量无法得到保证，对井下工作环境带来不利影响，且不符合“六大系统”的要求。

主、副井方案中，只有副井进风，风源质量才能得到可靠保证。

从进风质量角度来看，方案Ⅰ优于方案Ⅱ。

4、结语

目前国内混合井由于存在上述诸多问题，应用并不普遍，少数使用混合井的矿山不外乎三个原因:第一，节省投资。如20世纪70年代的大厂锡矿2#坚井，由于资金短缺，采用混合井的主要目的是节省投资。第二，工业场地限制。如湖北三套公司鸡冠嘴金矿,由于场地狭小，又受到前期工程的制约，不具备布置两条坚井的条件。

第三，由于特殊的工程地质条件，使得井简据砌非常困难。如金川镍业集团龙首矿,金川矿区普遍存在地应力大的特点，曾经出现过两条坚井在掘砌尚未完工时就垮塌的现象以上三个因素在该钢矿均不存在。

主、副井在国内得到广泛应用，大量的使用经验证明其成熟可靠，尤其在千米深井中优势更为突出。

基于上述理由，推荐采用方案 Ⅰ,即主、副井方案Ⅱ。

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