錢陽(yáng)山礦井主、副立井提升方式的比選

張小明

摘 要：本文以沙井子礦區(qū)擬規(guī)劃的錢陽(yáng)山礦井為例，從施工工期、投資和后期使用及維護(hù)等方面對(duì)礦井主、副立井的提升方式進(jìn)行了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比選，確定本礦井的主立井采用塔式布置，副立井采用落地式布置方案較優(yōu)。

關(guān)鍵詞：礦井 提升方式 井塔 井架 工期

中圖分類號(hào)：TD2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0090-02

Abstract：In this paper， the Shajingzi area quasi money Qianyangshan mine planning as an example， from the construction period， investment and the latter use and maintenance and other aspects of the mine main， auxiliary shaft hoisting a comparison technique， economy， determination of main shaft in the mine shaft using tower arrangement， with a floor type layout scheme is the best.

Key Words：Mine；Lifting；Well Tower； Derrick；Period

錢陽(yáng)山礦井是甘肅省沙井子礦區(qū)擬規(guī)劃的礦井之一，擬規(guī)劃生產(chǎn)規(guī)模為6.0 Mt/a。礦井所在地區(qū)屬黃土低山丘陵地形，地形復(fù)雜；全年雨量稀少，氣候干燥，風(fēng)沙較大，晝夜溫差大，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候；本區(qū)抗震設(shè)防烈度為7°。礦井工業(yè)場(chǎng)地初步選定在井田中部的溝谷處，該處煤層埋深達(dá)700 m。設(shè)計(jì)礦井采用立井開拓方式，初期在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置三條井筒，其中主立井采用箕斗提升，承擔(dān)全礦井原煤提升任務(wù)兼進(jìn)風(fēng)，副立井采用罐籠提升，承擔(dān)全礦井的人員、材料、矸石的提升任務(wù)，為礦井主要進(jìn)風(fēng)井筒，回風(fēng)立井主要承擔(dān)礦井的回風(fēng)任務(wù)并兼安全出口。

該礦井生產(chǎn)規(guī)模較大，井筒較深，提升量較大，主、副立井作為礦井生產(chǎn)的咽喉部分，其提升方式的正確選擇對(duì)礦井建設(shè)和后續(xù)生產(chǎn)起關(guān)鍵性的作用[1]。目前，對(duì)于主、副井提升設(shè)備的布置形式主要有落地式鋼井架和鋼筋混凝土井塔兩種[2]，本文根據(jù)該礦井特點(diǎn)對(duì)主、副井提升設(shè)備的布置形式共提出了三種方案進(jìn)行比選。

1 方案比選

1.1 方案一：主、副立井均采用落地式布置

該方案的主、副立井提升設(shè)備均采用落地式的多繩摩擦提升機(jī)[3]，其中，主立井選用2臺(tái)JKMD4.5×4（Ⅲ）型提升機(jī)，井筒凈直徑8.2 m，井筒垂深710 m（含臨時(shí)水窩），井筒裝備有兩對(duì)25 t箕斗，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)；副立井裝備一個(gè)多繩特制加長(zhǎng)加寬雙層罐籠和一個(gè)窄型平衡罐籠，另外裝備一個(gè)小型交通罐籠，滿足零散人員使用，其中，大罐籠的提升設(shè)備選用1臺(tái)JKMD5.5×4（Ⅲ）型提升機(jī)，交通罐籠選用1臺(tái)JKMD1.85×4（Ⅰ）型提升機(jī)，井筒凈直徑9.6 m，井筒垂深730 m（含井底水窩）。

主、副立井井架均采用雙斜撐式鋼井架，主立井井架全高68 m，副立井井架全高49 m。主、副立井布置的井口房和提升機(jī)房均為鋼筋混凝土框架，其中主立井布置的井口房和兩個(gè)提升機(jī)房占地面積約為1120 m2；副立井布置的井口房和提升機(jī)房占地面積約為1145 m2。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是落地式提升方式具有井架基礎(chǔ)簡(jiǎn)單，井筒和地面設(shè)施的施工可以互不干擾，平行施工，施工工期整體較短，受季節(jié)影響小，抗震能力較強(qiáng)；該方案的缺點(diǎn)是地面設(shè)施占地面積大，鋼絲繩在提升機(jī)上的圍包角小、防滑性能差，井架高度較高時(shí)，位移量較大，對(duì)提升造成一定的不利因素[4]，對(duì)于氣候條件差、風(fēng)沙大的地區(qū)，檢修條件較差，檢修困難，井架維護(hù)費(fèi)用較高。

1.2 方案二：主、副立井均采用塔式布置

該方案的主、副立井提升設(shè)備均選用塔式多繩摩擦提升機(jī)[3]，其中，主立井選用2臺(tái)JKM4×6（Ⅲ）型提升機(jī)，井筒凈直徑較方案一增大0.2 m，井筒凈直徑為8.4 m，井筒垂深及裝備同方案一；副立井井筒斷面、垂深及裝備同方案一，提升設(shè)備中的大罐籠的選用1臺(tái)JKM4.5×6（Ⅲ）型提升機(jī)，交通罐籠選用1臺(tái)JKM1.85×4（Ⅰ）型提升機(jī)。

主、副立井井塔均采用鋼筋混凝土框架+剪力墻結(jié)構(gòu)，其中主立井井塔檐高80 m，共11層，副立井井塔檐高55 m，共8層，占地面積均為550 m2。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是塔式提升具有占地面積小，布置靈活，鋼絲繩在提升機(jī)摩擦輪上的圍包角大、防滑性能好，后期維護(hù)、檢修和管理方便；該方案的缺點(diǎn)是井塔基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、施工較困難，抗震能力較差，且施工工期長(zhǎng)，占用井口的時(shí)間較長(zhǎng)，另外設(shè)備起吊安裝困難，需設(shè)吊裝孔，增加客貨兩用電梯等[4]。

1.3 方案三：主井塔式布置+副井落地式布置

該方案的主立井布置形式同方案二，副立井布置形式同方案一。

1.4 方案分析比選

各方案可比部分經(jīng)濟(jì)比較詳見表1，從投資比較分析看，采用塔式提升系統(tǒng)比落地式的投資低，主要區(qū)別體現(xiàn)在設(shè)備購(gòu)置和建筑物這兩部分的投資上，同時(shí)，占地面積較小，而落地式布置方式的工期最短，且施工靈活。

從技術(shù)角度看，三個(gè)方案均可行。但本礦井總投資較大，從時(shí)間和經(jīng)濟(jì)角度考慮，如投產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，不能早投產(chǎn)，早見效，勢(shì)必帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，工期是整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的主控因素。本礦井建井總工期約為36個(gè)月。

目前，礦井建設(shè)過(guò)程中為了滿足施工的需要，在井筒開鑿到底后需要對(duì)井筒進(jìn)行臨時(shí)改絞[5]，為了在較短的時(shí)間內(nèi)形成較大的提升和運(yùn)輸能力，通常主要對(duì)作為礦井輔助提升任務(wù)的副井進(jìn)行永久裝備，而對(duì)主要用作提升原煤的任務(wù)主井和通風(fēng)任務(wù)的風(fēng)井進(jìn)行臨時(shí)改絞，本礦井的副立井井架全高49 m，高度小于80 m，井架位移量較小，滿足使用要求，為井下巷道及地面設(shè)施在最短時(shí)間內(nèi)順利施工，滿足施工工期需要，副井采用落地式提升系統(tǒng)較為合理；主井采用落地式或塔式均能滿足使用要求，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度小于8度[5]，主井采用塔式布置占地面積小，對(duì)整個(gè)建井工期影響較小，從投資和后期使用等方面考慮，主井采用塔式提升系統(tǒng)較優(yōu)，綜合分析，本礦井的主井采用塔式布置形式，副井采用落地式布置形式較優(yōu)。

2 結(jié)語(yǔ)

20世紀(jì)90年代后，我國(guó)礦井建設(shè)逐步走向了市場(chǎng)化，投資方在安全的基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)礦井項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益關(guān)注度逐漸提高[6]，為了早投產(chǎn)、早收益，施工工期成為項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵因素。本礦井位于西北地區(qū)，服務(wù)年限長(zhǎng)，從施工工期、后期使用等方面考慮，礦井的主井采用塔式布置形式，副井采用落地式布置形式較優(yōu)，可為整個(gè)項(xiàng)目的穩(wěn)步順利實(shí)施提供有力支持，同時(shí)，本礦區(qū)還未大規(guī)模開發(fā)，也為其他礦井的開發(fā)提供一定的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐永圻.煤礦開采學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

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[3] 劉過(guò)兵.采礦設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[4] 史國(guó)忠.礦山井塔和井架方案的擇優(yōu)分析[J].金屬礦山，2011，8：584-586.

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[6] 趙秀臣，岑毅南.礦井施工組織設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化[J].建井技術(shù)，1999（6）：31-33.endprint