摘要：近几年来随着科学技术的不断发展人们对于金属矿产资源的需求也越来越大。同时也促使金属矿山资源开采不断发展。因此，为了满足人们日益增加的对金属矿山的要求。建造超深矿井并且向更深处的金属矿山进行开采是符合当下经济发展的主流。在矿井中深度超过1000米的为超深矿井。在超深矿井中最重要的装置就是提升设备。所以正确选择超深矿井提升设备非常重要。本文主要根据某铜矿为例对如何进行金属矿山超深矿井提升设备的选型进行分析。
关键词：金属矿山；超深矿井；提升设备；
在针对金属矿山超深矿井提升设备的选型设计中，需要考虑到对很多方面的选择。其中就包括正确型号的提升容器选择、提升钢丝绳的选择、提升机的选择、正确型号的电动机的选择等等……所谓超深矿井提升设备的选型设计，就是针对超深矿井的提升设备进行逐一的选择。由于矿井提升设备是金属矿井中超深矿井的重要系统，所以金属矿井中超深矿井提升设备的正确选型设计非常重要，直接决定了矿井项目是否能顺利进行。下面，本文讲针对某铜矿内的提升设备的选型设计进行研究并分析。
1选择正确的钢丝绳
在各种矿井中，钢丝绳的长度基本就决定了下矿的最大深度。而就安全性能来说，只有选择的钢丝绳经得起摩擦才能保证下矿人员的安全。在矿井中，钢丝绳往往存在于多绳摩擦系统里。所以，正确的选择钢丝绳除了能够使下矿人员更加安全之外，也能使采矿效率更加高效。纵观目前国内中金属矿山矿井中的提升机中，使用最多的钢丝绳就是三角股同向捻钢丝绳。三角股同向捻钢丝绳往往在不足1000米的矿井中使用，如果当矿井的深度达到1000米及以上，则一般选择进口的圆股交互捻不旋转钢丝绳。这是因为传统的三角股同向捻钢丝具备的扭转力强，在提升过程中容易发生扭转，并且当提升高度越高时，所产生的扭转程度就越大，甚至出现绳子断裂的情况，会对下矿人员的生命安全造成极大的威胁。
而就南非矿井中钢丝绳的实际运用来分析，当矿井深度达到1000米就不应该再使用三角股同向捻钢丝绳了。除了要根据矿井的深度来选择合适的钢丝绳之外，还要在选择钢丝绳时注意公称抗拉强度。公称抗拉强度就是指在拉的过程中直到拉断时的最大力并除以钢丝绳的截面积。公称抗拉强度是一个应力。在理论上研究中，普遍认为公称抗拉强度系数越大，效果就越好。但是在实际的矿井提升系统中，由于提升是摩擦式提升，钢丝绳的抗拉强度不能过高。如果在摩擦提升中，钢丝绳的抗拉程度过高，就会增加提升系统提升时钢丝绳的摩擦力，时间越久反而会出现钢丝绳被摩擦而断裂的情况，这种断裂被称为疲劳断裂。另外，超出本矿井的合适抗拉强度钢丝绳而选择抗拉强度更高的钢丝绳时，也更容易出现缩短钢丝绳使用年龄的状况，增加了生产成本。因此，根据具体矿井的实际情况来选择正确的钢丝绳十分重要。
2选择正确的提升容器
在金属矿山超深矿井提升设备的选型中，提升容器也是非常重要的一个环节。提升容器里装载的是经过初步开采未经处理的金属矿石，所以首先对于提升容器的要求就是能够承重。又由于在实际矿井中，深井中提升来回一次成本过大，要保证经济效益，首先就要采用双容器提升的办法。除此之外，也要根据具体矿井的生产能力以及井筒布置等具体因素来考虑。除此之外，还要充分考虑到矿井提升容器的安全性能。只有保证了矿井提升设备的安全性能，才能够谈矿井带来的经济效益。为了保证矿井经济效益的提升，往往要直接提高单次提升容量。这几天要求提升容器必须能够承重还要容积大。综合考虑，目前市面上使用最多的往往就是多绳式箕斗。多绳式箕斗的一次装载量可以达到多吨，并且多绳式箕斗方便卸矿。
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3提升系统中电动系统的选择
在对金属矿山超深矿井提升设备的选型设计思路分析中，电动系统的正确选择也是必不可缺的一个内容。其中电动系统包括两项内容，即电动机和电控系统。
在针对电动机的选择中，应该根据具体的生产需要来选择采用各种电动机。交流电动机还是直流电动机都要通过具体的计算再确定。直流电机的速度慢，但是具有一下优点。一是低速直流电机的转速慢所以不容易出现故障；二是在金属矿山超深矿井中，低速直流电机占地方小，可以节省布置面积；三是低速直流电机由于电机处于低速运行的状态，所以电机不容易产生大的噪音，减少对采矿人员的听力干扰。我国内近几年内的类似矿井采用的都是双机拖动方式。在金属矿山的采集中，主井提升电机就是一种交流机。根据国内外各种矿井实例，我们分析出当电机容量在1000KW时往往采用直流电机进行驱动。
在针对金属矿山超深矿井提升设备的选型设计中，对于提升机电气控制系统的选择也至关重要。这是因为提升机电气控制系统基本决定了提升机的基本性能。只有选择了好的提升机电气控制系统，提升机设备才能顺利运行，否则提升机设备将会面临运行不稳定、不平稳等等一系列安全问题。目前，国内外提升机电气控制系统大部分都处于系统网络化的时代，而且提升机电气控制系统中的操作也是自动化的。超深矿井提升设备中一般需要的是大型的提升机电控系统。而大型提升机电控系统往往不采用直流电的方式，而是采用交流变频调速的方式来调节电流。在大型提升机电控系统中采用的交流变频调速中，一般采用交-直-交变频调节系统。这是因为交-直-交变频调节系统能以很小的功率实现大功率提升机的拖动。不仅如此，交-直-交变频调节系统具有的功率因数也比较高，而且具备调速性能好的特点。因此，在对金属矿山超深矿井提升设备的选型设计中，选用交-直-交变频调节系统是关键性问题，交-直-交变频调节系统代表了世界矿井提升机自动化已经得到了不小的发展。
4正确配置提升系统
提升系统的配置分为井架的合理配置，安全保护装置的配置以及提升机机房的配置三种。在对井架进行合理配置时，要充分考虑到井架结构的稳定性。只有井架的稳定性强，系统的提升速度才能加快。因此，往往要在保证高度的前提下，将井架设置得较矮一点，这样不仅能够节省设备开销，还可以加快矿井提升速度从而加快矿井产量的提高。对于提升容器安全保护装置的配置中，往往要在设计主井提升系统时安装好防撞梁。防撞梁的作用是在发生过卷时可以使下行的提升容器提前与井下的罐道接触。
除了要合理安装防撞梁之外，对于超深矿井来说，还要在防撞梁处装备防过卷缓冲装置，防过卷缓冲装置能够进一步减少冲击，从而保证系统顺利运行。提升机机房的布置中要充分考虑提升机还有电机的基础，以及为电机进行冷却的风道。这些设备由于非常重要往往要配置在一起。如果提升机机房的布置是双层布置的话，那么上述的设备应该布置在同一层。
5结束语
总而言之，在对金属矿山超深矿井提升设备的选型设计中，矿井提升系统是选型设计中的重点内容。提升设备的选型设计决定了矿山开采能否安全运行，是整个矿山提升设备运行的关键。除了要注重提升设备的选型设计之外，合适的钢丝绳选择以及提升容器选择也不能忽视，要根据矿井的实际情况进行选择，才能保证矿井开采的顺利安全进行。通过本文的讨论希望能为今后超深矿井提升设备的选型起到帮助作用。
参考文献:
[1]采矿设计手册--矿山机械卷[M].中国建筑工业出版社,2015.
[2]李玉瑾.多绳摩擦提升系统动力学研究与工程设计[M].煤炭工业出版社,2008.
[3]刘劲军,邹声勇,张步斌,等.我国大型千米深井提升机械的发展趋势[J].矿山机械,2012,(07).
[4]王泓翊,王荣祥.我国矿井提升设备的技术进步及展望[J].矿业装备,2012,(01).
论文作者:袁祥
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：矿井论文; 钢丝绳论文; 设备论文; 系统论文; 矿山论文; 金属论文; 提升机论文; 《电力设备》2019年第4期论文;