中国冶金地质总局山东局 山东省 济南市
摘要：为扩大生产规模，对矿山提升、运输、压气、通风、排水五个系统的设备进行更新改造，运行结果表明,改造后矿山生产系统运行正常，达到预定生产规模。
关键词：生产系统；设备；更新改造
1 前言
哈密东南河铁矿是我局收购的在产矿山，由于前期生产建设时期，该矿的勘探程度低，圈定的矿量较少，生产规模小。收购该矿山后，加大了勘探深度，地质储量大幅增加。该矿为低品位矿石，为了发挥规模效益，大幅扩大生产规模，计划生产规模扩大为30万t/a。为此，需对矿山现有提升、运输、压气、通风、排水五个系统的设备进行更新改造，以达到扩产的目标。
2 原生产系统存在的不足
原生产系统中的机械设备工作能力不能满足30万t/a生产规模，原提升系统提升能力仅为10万t/a左右，历年矿山提升能力统计见下表1。空压机总排气量为62m3/min，不能满足采掘设备耗气需求，坑内运输、通风、排水设备工作能力都不足。
3 提升、运输、压气、通风、排水系统设备更新改造方案设计
3.1 矿井提升系统
3.1.1 罐笼井提升系统
根据开拓方案要求，副井设计为2a#单层罐笼配平衡锤单绳缠绕式提升系统，用于提升废石、材料及人员等。
3.1.1.1 提升容器选择
设计罐笼一次提升一辆矿车，选择矿车容积0.7m3，故罐笼一次有效提升废石量：
Q=ρs CmV=1.75×0.80×0.7=0.98t（980kg）
设计选择2a#单层单罐笼配平衡锤提升, 罐笼代号：YJGS-1.8a-1型， 最大装载量1.70t, 罐笼质量Qr＝1.50t，允许乘载人数10人，断面尺寸1800×1150mm；
运输选用YFC0.7(6)型翻斗式矿车，容积：0.7m3,矿车质量0.71t,最大装载量1.75t。
3.1.1.2提升机选择
根据规程“地表单绳提升机卷筒和天轮的最小直径与钢丝绳直径之比不小于80”的有关规定，设计选择2JK-2.5×1.5/31.5型提升机。
提升机主要技术参数：卷筒个数2个，卷筒直径3000mm，宽1500mm，最大静张力90kN，最大静张力差55kN，电机功率160kw。
3.1.1.3井口机械设备的选型
摇台选用手动固定摇台，中段选用手动稳罐摇台；阻车器选用单式阻车轮式阻车器；安全门选用钢制，操纵方式为罐顶起式。
3.1.2 箕斗井提升系统
根据开拓方案要求，设计主井为单箕斗配平衡锤单绳缠绕式提升系统，用于提升矿石。年生产矿石量为30万t/a，井口标高1270m，井深430m（包括井窝），提升高度400m。
3.1.2.1提升容器选择
主井提升容器：根据矿山的生产能力，类比相似矿山的配置，选择FJD3.2（7）型翻转式箕斗, 斗箱几何容积：3.2 m3，最大载重:7t，斗箱自重：5.076t，斗箱内空尺寸：1400×1100mm
Q=ρs CmV=2.188×0.80×3.2=5.6t（5600kg）
箕斗配5t平衡锤，提升钢绳为36NAT 18×7＋FC1670不旋转类钢丝绳，罐道为Φ28mmZ型丝密封钢绳。
3.1.2.2提升机选择
根据规程“地表单绳提升机卷筒和天轮的最小直径与钢丝绳直径之比不小于80”的有关规定，设计选择2JK-3×1.5/31.5型提升机。
提升机主要技术参数：卷筒个数2个，卷筒直径3000mm，宽1500mm，最大静张力135kN，最大静张力差90kN，电机功率400kw。
3.2 坑内运输
3.2.1 坑内运输方式及运输系统
坑内运输采用有轨运输方式，考虑到矿山生产规模中等，运距较短，采用YFC0.7（6）型翻斗式矿车，电机车牵引运输矿岩、材料、设备等。坑内主要中段运输线路铺设24kg/m的钢轨，1/3道岔，轨距600mm，线路最小曲线半径为6m，线路坡度为3‰的重车下坡方式，运行速度5km/h。
井下采场采出的矿石通过采场漏斗装入矿车，由电机车牵引运输至主井矿仓，然后将矿石装入主提升井箕斗内，由提升机提升至地表。掘进产生的废石由电机车牵引至罐笼井车场，然后将矿车装入罐笼内，由提升机提升至地表。
3.2.2 运输设备选择
坑内运输工作制330d/a，每天3班，每班8h。矿石体重3.50t/ m3，矿石松散系数1.6；矿石松散体重为2.188t/ m3；废石体重2.8 t/ m3，矿石松散系数1.6，废石松散体重为1.75t/ m3。设计坑内运输车辆选用YFC0.7（6）型翻斗式矿车，该型号矿车容积为0.7m3，装满系数设计取0.8。单矿车有效载量：矿石1.22t、废石0.98t。
3.3 压气设施
3.3.1 矿山压气量计算
①采掘设备耗气量，见表2
②最大耗气量计算根据公式：
其中 Qmax—最大耗气量，单位：m3/min；
KO — 高原修正系数，设计取1.14；
KL — 管网漏气系数，设计取1.1；
KX — 考虑阻力系数，取1.01；
KT — 气动工具同时工作系数，设计取0.8；
Km — 气动工具磨损系数，主要为凿岩机，设计取1.15；
ni—第i种型号气动工具数量，单位：台；
qi—第i种型号每台气动工具耗气量，单位：m3/min；
矿山最大耗气量计算：Qmax＝92.5（m3/min）。
3.3.2 空压机及管网的选择
空压机选择配置7台LU200-8.5螺杆式风冷空压机，其中5台在用、2台备用，选择压气主管为φ160×4的无缝钢管，沿罐笼井筒自地表敷设至井下中段，管道防腐采用先涂一层红丹防锈漆，再涂两层醇沥青漆。
3.4 通风设施
矿山采用竖井开拓方案，分区开采。根据开拓系统的特点，设计采用机械抽出式通风方式。主风机选择1台K40-8-NO22型风机，风量：45.7～99.4 m3/s，全压：206～952Pa，电动机功率：110 kW，电动机型号：Y315L2-8。根据相关规定风机的电机配备两台，其中备用一台，风机安装在风井口的风机房内。
3.5 井下供、排水设施
3.5.1 井下供水设施
设计采用湿式凿岩，井下生产用水主要为凿岩和工作面洒水降尘及消防用水，需用水量约200 m3/d，供水压力0.4-0.7MPa。
3.5.2 井下排水设施
根据矿区地质资料，估测矿坑深部最大涌水量为200 m3/d，正常涌水量150 m3/d，加上井下生产用水的部分回水70 m3，合计矿井采区正常排水量220 m3/d，最大排水量270 m3/d；
井下水泵房配置3台D12-50×10型水泵，单台排水量为12.5 m3/h；扬程：500m；电机功率：55kW。
井筒底部井底水坑内，选用二台50QJ15-25-2.2型潜水泵，将井筒淋水排到中段水仓后集中排至地表。水泵排水量31m3/h；扬程：23m；电机功率：2.2kW。
4 改造效果
哈密东南河铁矿生产系统改造于2015年3月完成，矿山提升系统生产能力统计见表3。
由上表可以看出，改造完成后，矿山生产系统完成提出矿（废）石量，38.1万吨，工作日历天数292天，平均每天提升量为1305吨，达到了改造设计要求，提高了生产效率。
5 存在问题
（1）由于该矿床夹层较多，出矿品位明显偏低，贫化率较高，需要加强采矿方法的研究，降低贫化率。
（2）该区严重缺水，生产用水出现不足现象，应加强循环水的再利用率。
参考文献
[1]王运敏. 中国采矿设备手册[M].北京.科学出版社.2007
[2]于润仓.采矿工程师手册[M]. 北京.冶金工业出版社2009
[3]采矿手册编辑委员会.采矿手册[M]. 冶金工业出版社2006
论文作者:刘明亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第29期
论文发表时间:2018/2/26
标签：罐笼论文; 矿车论文; 矿山论文; 系统论文; 矿石论文; 井下论文; 箕斗论文; 《防护工程》2017年第29期论文;