巖金礦山提升容器形式及提升量的確定

1實(shí)時(shí)查表及計(jì)算法在設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)備時(shí)，應(yīng)提前了解每年采礦的規(guī)模和深度，并確定改進(jìn)容器的形狀（本文件僅討論垂直井罐）。然后根據(jù)改進(jìn)量選擇模型。年采選規(guī)模一定時(shí),在一定的工作制度下,每小時(shí)的提升量為定值,并可查表及計(jì)算。1.1查表法為了便于直觀的選擇提升設(shè)備,按礦山規(guī)模和廢石占礦石的百分比,繪制成礦井需要小時(shí)提升量(見(jiàn)表1),只要礦井條件既定,從表1中,即可查出所要選擇的小時(shí)提升量。1.2計(jì)算法查表法雖然具有方便、直觀的特點(diǎn),但是由于礦山條件多變,查表法就具有一定的局限性,很難概括全面。為彌補(bǔ)查表法的不足,下面介紹計(jì)算法,兩種方法可互為校驗(yàn)。A時(shí)=KA日(1+α)/t日(1)式中:K——提升不均衡系數(shù),取K=1.2;A時(shí)——礦井小時(shí)提升量(t/h);A日——礦井日提升礦石量(t/d);α——廢石占礦石的百分比(%);t日——日工作小時(shí)數(shù),2班作業(yè)為12h,3班作業(yè)為16.5h。2提高容量的計(jì)算一次提升量的計(jì)算分為單容器及雙容器。(1)次提升量和不均衡系數(shù)Q′2=A時(shí)(K1h1/2+t歇)/3600(2)式中:Q′2——雙容器提升時(shí)一次提升量(t);h——提升高度(m);t歇——罐籠裝載停歇時(shí)間(s),見(jiàn)表2;K1——提升高度不均衡系數(shù),取3.7～2.7;當(dāng)h<200m時(shí),取上限,當(dāng)h>600m時(shí),取下限,見(jiàn)表3。(2)如果單容器更改，則設(shè)置數(shù)量Q′1=A時(shí)(K1h1/2+t歇)/1800(3)式中:Q′1——單容器提升時(shí)一次提升量(t)。3次有效提升量與裝復(fù)及容積關(guān)系目前,國(guó)內(nèi)黃金礦山井下運(yùn)輸用礦車(chē)主要有固定式、翻斗式、側(cè)卸式及底卸式等型式。一個(gè)礦山所用的礦車(chē)規(guī)格及型式應(yīng)盡可能統(tǒng)一,以減少列車(chē)編組、調(diào)度和維修方面的復(fù)雜性。山東招遠(yuǎn)市鄉(xiāng)巖金礦山大多使用翻斗式(YFC)和固定式(YGC)礦車(chē),側(cè)卸式礦車(chē)因側(cè)門(mén)易漏粉礦和泥水,故一般不宜采用。其礦車(chē)型號(hào)及采掘工種發(fā)包方式見(jiàn)表4。V′=Q′/ρCm(4)式中:V′——計(jì)算的容器容積(m3);Q′——一次提升量(t);ρ——礦石松散密度(t/m3);Cm——礦車(chē)裝滿系數(shù),在0.85～1.2之間取值。按計(jì)算的V′值選擇與V相近的礦車(chē)容積V,然后算出一次有效提升量Q。Q=VρCm(5)式中:Q——一次有效提升量(t);V——礦車(chē)容積(m3)。令Δ=V?V′(6)式中:Δ——礦車(chē)選型容差,簡(jiǎn)稱容差。整理(4)、(5)、(6)式得:Q=Q′+ρΔCm(7)由(7)式可做出一次有效提升量與裝滿系數(shù)關(guān)系曲線,見(jiàn)圖1。又由(6)式得,Δi=Vi-V′(8)i=1,2,3時(shí),Vi由表4知,分別為0.5,0.55及0.7m3礦車(chē)的容積,則有:Vi-1≤Δi≤Vi(9)由(8)、(9)可推導(dǎo)出容差值與理論容積之間的關(guān)系曲線,如圖2所示。由圖2知,當(dāng)0<V′<0.5時(shí),Δ在區(qū)域1范圍內(nèi)變化;當(dāng)0.5<V′<0.55時(shí),Δ在區(qū)域2范圍內(nèi)變化;當(dāng)0.55<V′<0.7時(shí),Δ在區(qū)域3范圍內(nèi)變化。而且當(dāng)V′接近于漸變點(diǎn)0.5,0.55,及0.7時(shí),Δi卻接近于零。V′與Δ呈階段區(qū)域負(fù)相關(guān)變化的性質(zhì)。4寬軌運(yùn)輸和貨物裝載系數(shù)4.1“制造”技術(shù)大、中型礦山人力窄軌運(yùn)輸是配合其他運(yùn)輸方式(如自溜運(yùn)輸、卷?yè)P(yáng)運(yùn)輸?shù)?的一種輔助性運(yùn)輸,或作為礦山生產(chǎn)初期的一種過(guò)渡性措施。招遠(yuǎn)市鄉(xiāng)黃金礦山(見(jiàn)表4)大部分為小型巖金礦山,其運(yùn)輸量不大,也常采用人力窄軌運(yùn)輸。尤其是從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌以來(lái),隨著外包工程的增多,(在招遠(yuǎn)注冊(cè)的井下外包施工隊(duì)有26個(gè)),不少礦山企業(yè)或由于經(jīng)濟(jì)原因,或?yàn)榱颂岣咂髽I(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,大力推廣井下“敏捷制造”技術(shù),把本可以全部自己施工的工程也部分或全部承包給施工隊(duì),而施工隊(duì)由于勞動(dòng)力來(lái)源廣泛,所付工資相對(duì)較低等原因,又不愿意使用機(jī)械設(shè)備,這就使人力扒毛及人工推車(chē)在招遠(yuǎn)及招遠(yuǎn)以外的黃金礦山較為普遍。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一方面是人力窄軌運(yùn)輸可不增加機(jī)械設(shè)備,初期投資低,不用進(jìn)行大規(guī)模的產(chǎn)前培訓(xùn),不用進(jìn)行機(jī)械設(shè)備維修,對(duì)安全生產(chǎn)的要求較低及可充分使用低廉的勞動(dòng)力資源;另一方面就是為了克服運(yùn)輸能力低的弊病,而被迫采用增加礦車(chē)裝滿系數(shù)的做法,裝滿系數(shù)從規(guī)程規(guī)定的0.85～0.9猛增大到1.2,從而進(jìn)一步加大了勞動(dòng)者本來(lái)就很大的勞動(dòng)強(qiáng)度。就全國(guó)黃金礦山而言,對(duì)人力運(yùn)輸?shù)淖钪匾囊笫?礦車(chē)有效載重一般不超過(guò)1t,并且1人只準(zhǔn)推1輛礦車(chē)。對(duì)這條規(guī)定,大多數(shù)礦山的井下外包隊(duì)都采取了執(zhí)行一半的對(duì)策,即使用0.7m3以下的礦車(chē),(超過(guò)0.7m3人力推車(chē)?yán)щy)井下人力運(yùn)輸人員1人仍推1輛礦車(chē),但礦車(chē)有效載重卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)1t,有的甚至達(dá)到了1.5t以上,這就給原先按規(guī)程規(guī)定的裝滿系數(shù)(0.85～0.9)來(lái)選擇的提升機(jī)帶來(lái)了超負(fù)荷提升的問(wèn)題,招遠(yuǎn)的個(gè)別礦山甚至出現(xiàn)了提升機(jī)卷筒主軸被拉彎的現(xiàn)象,原因諸多,但礦車(chē)裝滿系數(shù)過(guò)大,有效載重超過(guò)設(shè)計(jì)值甚多,應(yīng)是主要原因。由此也導(dǎo)致了過(guò)去設(shè)計(jì)的礦車(chē)-罐籠提升系統(tǒng)安全隱患的存在,這應(yīng)該引起我們?cè)O(shè)計(jì)及有關(guān)管理部門(mén)的高度重視。4.2cm與有效載荷的確定礦車(chē)裝滿系數(shù)在設(shè)計(jì)規(guī)程及有關(guān)手冊(cè)中,均為0.85～0.9,這如前述在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期是對(duì)的。但在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的今天,從公式(7)知,當(dāng)Q′、ρ、Δ為定值時(shí),Cm與Q成正比,即Cm值越大,Q值也越大,反之亦然。不過(guò)Cm值不能無(wú)限大,也不能無(wú)限小,其取值范圍為:0.85≤Cm≤1.2,其上限為規(guī)程及設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定數(shù)值,下限為外包施工隊(duì)礦車(chē)裝滿系數(shù)的最大值。即礦車(chē)裝平車(chē)后,在礦車(chē)上面開(kāi)始碼大塊,然后在5‰～10‰的上坡剛能推動(dòng)且剛好不掉塊為止,而此時(shí)計(jì)算的裝滿系數(shù)應(yīng)為最大且等于1.2。另外,從圖1、圖2及公式(8)可看出,礦車(chē)的有效載重不僅與Cm有關(guān),還與礦車(chē)?yán)碚撊莶钪郸び嘘P(guān),即當(dāng)Cm、Q′、ρ為定值時(shí),Q與Δ也成正比。但Δ值的變化卻比Cm要復(fù)雜得多,它不僅與V有關(guān),還與設(shè)計(jì)人員水平、經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)單位的資質(zhì)等級(jí)有關(guān)。不過(guò)有一點(diǎn)值得注意,就是Δ值越小,其設(shè)計(jì)水平越高;Q與Q′的差值越小,在實(shí)際生產(chǎn)中,礦車(chē)有效載重對(duì)提升系統(tǒng)的影響越小。5裝卸礦車(chē)的停機(jī)根據(jù)前述對(duì)一次有效提升量、礦車(chē)容積及礦車(chē)裝滿系數(shù)的計(jì)算及分析,最后根據(jù)所計(jì)算的礦車(chē)容積V按表五選取配套的罐籠及提升機(jī)并且應(yīng)考慮:當(dāng)罐籠作為主井提升時(shí),應(yīng)根據(jù)所提升礦車(chē)的外形尺寸選擇其規(guī)格。一般選用單層罐籠,只有產(chǎn)量很大時(shí),才考慮使用雙層罐籠。概算罐籠所能完成的提升量,可用(2)和(3)式,裝卸礦車(chē)的停歇時(shí)間按表2選取。當(dāng)罐籠作為副井提升時(shí),一般根據(jù)礦車(chē)容積選定罐籠規(guī)格,但必須保證在45min內(nèi)(特殊情況可按60min考慮)將一個(gè)班的人員升降完畢。升降人員的停歇時(shí)間為:單層罐籠取(n+10)s;雙層罐籠取(n+25)s,n為一次乘罐人員數(shù)。當(dāng)單面車(chē)場(chǎng)無(wú)人行繞道時(shí),停歇時(shí)間應(yīng)增加50%。對(duì)于副井提升,尚需根據(jù)其他提升工作量,如提升廢石、下放材料、運(yùn)送設(shè)備和完成其他非固定任務(wù)等,做出罐籠每班提升平衡時(shí)間表。若不能滿足升降人員的時(shí)間要求或輔助工作量大而平衡表的總時(shí)數(shù)超過(guò)規(guī)定時(shí),可考慮采用雙層罐籠。此外,罐籠設(shè)備應(yīng)能運(yùn)送井下最大和最重的部件每個(gè)人在罐籠內(nèi)所占面積為0.18～0.20m2,質(zhì)量平均為70kg。因此在知道每班作業(yè)下井人數(shù)和罐籠底面積以及乘坐人數(shù)之后,即可算出一次提升所需時(shí)間。6罐籠裝復(fù)式(1)本文所討論的辦法及原理可用于新建礦區(qū)的罐籠提升主、副井等系統(tǒng),亦可用于類(lèi)似的老系統(tǒng)提