電動天井升降機(jī)在斜天井中的應(yīng)用

1、電動天井升降機(jī)在斜天井中的應(yīng)用楊家杖子礦務(wù)局張振宇長期以來，天井掘進(jìn)是礦山的一個薄弱環(huán)節(jié)。過去一直沿用木支撐法進(jìn)行天井掘進(jìn)，此法功效低、勞動強(qiáng)度 大、木材耗量高（為0.35米3/米），又不安全。我局礦山天井的年掘進(jìn)量高達(dá)四千多米，其中大部分是傾斜天井，過去曾應(yīng)用過吊罐掘進(jìn)法，該法雖然簡便 易行，但對斜天井、高天井、盲天井則不適用，它既不安全，又受深孔鉆鑿能力和精確度的限制，更適應(yīng)不了隨 礦體變化的天井掘進(jìn)。因此，當(dāng)前改進(jìn)天井掘進(jìn)方法是我們一直急待解決的課題。1980年，我們對酒鋼鏡鐵山礦使用的瑞典阿里馬克風(fēng)動爬罐進(jìn)行了考察。在此基礎(chǔ)上結(jié)合本礦山的實際條 件，因地制宜地將壓力驅(qū)動機(jī)構(gòu)改為電力驅(qū)動

2、。這樣既節(jié)約了能源，又解決了井下風(fēng)壓低的問題。于1983年試 制成功了電動天井升降機(jī)，同年在井下進(jìn)行了工作試驗，上掘了三條傾斜天井，取得了滿意的效果，深受工人的 歡迎。目前，這臺設(shè)備正在掘進(jìn)第四條斜天井。電動天井升降機(jī)如圖1所示。-、升降機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)（一）結(jié)構(gòu)和性能該升降機(jī)借助本身的驅(qū)動裝置，沿著特制的導(dǎo)軌升降。通過脹殼式錨桿把導(dǎo)軌錨固在 天井的頂板上，并可以根據(jù)天井的不同傾斜角而選擇不同角度的彎導(dǎo)軌，這樣就可以掘進(jìn)3990度的各種天井。 因為電力驅(qū)動不受風(fēng)壓和軟膠管過長、過重的限制，顧掘進(jìn)高度可達(dá)到千米。它的主要結(jié)構(gòu)由驅(qū)動裝置、安全裝置、電控裝置、工作平臺、罐籠、導(dǎo)軌、和脹殼式錨桿裝置

3、組成。1驅(qū)動裝置：由兩臺電動機(jī)通過蝸輪減速機(jī)減速后傳動到兩只擺線齒輪裝置，使其沿著導(dǎo)軌上的齒柱進(jìn)行攀 登或下降。2. 安全裝置：在傳動系統(tǒng)中裝有三部分安全裝置；（1）主機(jī)上的離心節(jié)速器；（2）構(gòu)梁上的安全器一下降速 度超過極限值時的制動裝置；（3）手制動器。此外還在主機(jī)架上裝有防墜落脫軌的固定支板保險裝置。在電控系統(tǒng)屮裝有漏電繼電器、電機(jī)保護(hù)裝置、安全操作電源和照明。操作人員在井內(nèi)作業(yè)時做到停機(jī)斷電, 只供安全照明用電，防止漏電傷人。3. 電控裝置：裝有可逆磁力啟動器、按鈕、急停轉(zhuǎn)換開關(guān)和電氣保護(hù)裝置。先拉手動制動器再按壓控制按 鈕，既可升降；松開按鈕既可停止。當(dāng)松開按鈕不能停機(jī)時，應(yīng)迅速轉(zhuǎn)動

4、急停開關(guān)。4. 工作平臺和罐籠：工作平臺是供巖工在天井內(nèi)作業(yè)時應(yīng)用的。它是可調(diào)平臺，根據(jù)天井掘進(jìn)角度調(diào)整平臺 的工作位置，平臺的大小可根據(jù)天井規(guī)格和設(shè)備功率而定。在該機(jī)升降時把活平臺折起來，作業(yè)時再展開。5. 帶齒柱和風(fēng)水管路的導(dǎo)軌：導(dǎo)軌分直、彎兩種。在直導(dǎo)軌中又分標(biāo)準(zhǔn)直軌、多托板和加強(qiáng)直導(dǎo)軌。彎導(dǎo)軌 有各種不同角度，可根據(jù)天井角度變換的需要進(jìn)行組合安裝，如表2所示。每根導(dǎo)軌用兩根錨桿裝置固定在天井頂板的巖孔中，可以利用導(dǎo)軌中的鋼管向天井頂部供風(fēng)、供水，用以鑿巖和爆破后的通風(fēng)灑水。6.脹殼式錨桿裝置：如圖2所示。它是導(dǎo)軌研制天井頂板鋪設(shè)的固定裝置。該裝置由脹殼體、錨桿體、錨桿螺母、錨桿鏈接體、

5、墊片、隔離器 等組成。選用錨桿的長度由巖石穩(wěn)固程度而定。隔離器的選用是根據(jù)天井頂板的凸凹情況而定。（二）主要技術(shù)參數(shù)最大掘進(jìn)斷面可變范圍（米2）410掘進(jìn)傾角可變范圍（度）39-90最大掘進(jìn)垂直高度（米）400最大掘進(jìn)傾斜長度（米）900上升速度（米/分）18下降速度（米/分）20靠重力下降速度（米/分）20 30電機(jī)功率（千瓦），y系列2x7.5外形尺寸（長x寬x高）（米）1.6x1.3工作平臺尺寸（長x寬）（米）1.6x1.6升降機(jī)載重（公斤）570升降機(jī)自重（公斤）1130導(dǎo)軌長度、重量（米/公斤）2/82彎導(dǎo)軌長度重量（米/公斤）1/45設(shè)備總重量（包括50米導(dǎo)軌）（公斤）4700二、

6、升降機(jī)在傾斜天井中的應(yīng)用（一）現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作 用電動天井升降機(jī)掘進(jìn)天井的準(zhǔn)備工作比較集中，準(zhǔn)備工作量要比普通天井掘進(jìn)法 的大。掘進(jìn)前必須完成四個方面的準(zhǔn)備工作和要求：1. 按設(shè)訃要求在天井口處用普通掘進(jìn)法上倔23米高的一段天井，以便安裝第一根加強(qiáng)導(dǎo)軌，這是天井開始 的基礎(chǔ)軌。2. 在天井口的相對位置，開拓一個升降機(jī)避炮咽室，以滿足升降機(jī)能夠正常出入和不受爆破下來的巖石威脅。3. 要求彎導(dǎo)軌的安裝高度為23米，滿足裝巖設(shè)備的正常工作。4. 要求充分利用現(xiàn)場條件，盡量減少無功開拓量。過多的開拓量會影響經(jīng)濟(jì)效益。（二）升降機(jī)的安裝與調(diào)試升降機(jī)在井下現(xiàn)場安裝，最好利用天井爆破下來的巖石作為安裝堆積工作

7、面。 堆積而距頂板的高度在1.8米左右，便于安裝人員在其上面進(jìn)行安裝工作。1 彎導(dǎo)軌和直導(dǎo)軌的安裝：按天井設(shè)汁的角度要求，參照附表中的推薦參數(shù)，選配所需的幾種彎導(dǎo)軌。并按 角度順序組合在一起，在天井屮心線上用兩臺-噸拉鏈起重機(jī)分別吊起組合好的彎導(dǎo)軌兩端，調(diào)整好位置，用錨 桿裝置將其固定，如圖3.連接彎導(dǎo)軌的直導(dǎo)軌，必須安裝加強(qiáng)直導(dǎo)軌和多托板的直導(dǎo)軌。要求安裝牢固，角度正確。其安裝角度一般 大于天井設(shè)計角13度，這樣可以消除天井掘進(jìn)過程屮導(dǎo)軌下落的誤差。要求導(dǎo)軌前端距離工作面不得小于500 亳米，以免崩壞導(dǎo)軌。天井中的導(dǎo)軌運(yùn)送和裝配是用裝配銷的裝置來完成的。隨著掘進(jìn)高度的增加進(jìn)行直導(dǎo)軌的 安裝。

8、2. 錨桿裝置的安裝：要求錨桿連接體與天井頂板的間隙越小越好，間距過人時可用木楔撐死，防止錨桿松動 下滑。錨桿巖孔的深度應(yīng)大于所用錨桿長度100毫米左右，便于調(diào)整錨桿位置和錨桿的回收。天井掘進(jìn)出現(xiàn)偏移 吋，可以利用錨桿連接體上的大孔位置加以調(diào)整。隔離器的長短，可根據(jù)天井頂板情況選用。3. 升降機(jī)的總裝與調(diào)試：彎導(dǎo)軌拋錨固在天井頂板上以后，可進(jìn)行主機(jī)的安裝。（1）把構(gòu)梁首先裝入安裝好的彎導(dǎo)軌中，再把多托板導(dǎo)軌裝入主機(jī)驅(qū)動裝置中間；（2）用起重機(jī)吊起多托板導(dǎo)軌，對準(zhǔn)彎導(dǎo)軌尾部端面聯(lián)接好。用錨桿把導(dǎo)軌錨固在天井頂板上；（3）進(jìn)行構(gòu)梁與主機(jī)、平臺、罐籠的安裝。按著天井角度和巖工作業(yè)的要求，調(diào)整工作平臺

9、位置；（4）總裝全部完成后要認(rèn)真檢查各部結(jié)構(gòu)，無問題后再進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)。（三）電動升降機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用 用電動天井升降機(jī)上掘天機(jī)在國內(nèi)尚屬首次，特別是在傾斜天井中應(yīng) 用也沒有先例。因此，對這項新技術(shù)的應(yīng)用問題要在實際生產(chǎn)中進(jìn)行摸索，從中發(fā)現(xiàn)問題并加以解決、其具體做 法如下：1. 作業(yè)人員的組織：首先要對施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和安全教育。讓操作人員比較全面的掌握和了解設(shè)備的 性能、安全措施、應(yīng)知應(yīng)會和故障處理。全部施工人員由兩名巖工、三名準(zhǔn)備工、一名鉗工組成作業(yè)組。要求每 班完成12次炮。巖工負(fù)責(zé)鑿巖、裝藥、爆破；準(zhǔn)備工負(fù)責(zé)起浮石、接導(dǎo)軌、出磴及正常的準(zhǔn)備工作；鉗工負(fù)責(zé) 設(shè)備的維修保養(yǎng)，保證設(shè)備安

10、全運(yùn)行。2. 試驗地點及巖石情況。試驗地點：嶺前礦一335米中段零號脈天井性質(zhì)：探礦天井天井角度：（一）54° ； （-） 60°天井段高：35米天井傾斜長度：（一）44.5米；（二）42米巖石條件：f二1316巖石種類：石灰石、透輝石、矽卡巖3. 作業(yè)循環(huán)程序和效率：用升降機(jī)掘進(jìn)天井每次炮應(yīng)完成四個程序，（1）起浮石和接導(dǎo)軌:（2）鑿巖裝藥；（3）爆破；（4）通風(fēng)、灑水、排除炮煙。出磴是利用裝藥空隙和天 井不作業(yè)時交替進(jìn)行，以免落石傷人，沒有一定防護(hù)措施不能同時作業(yè)。每班的掘進(jìn)效率與巖石條件、巖工技術(shù)水平等都有很大的關(guān)系。在正常的情況下工作進(jìn)尺在1.5米左右，如 組織措施

11、得當(dāng)，每工班兩次炮進(jìn)尺可達(dá)1.82.5米。其辦法是深打巖孔（孔深在2米以上），從提高爆破效率入手, 這對火藥消耗、設(shè)備磨損、人員和材料的充分利用，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。4. 炮孔的布置和爆破通風(fēng)：應(yīng)用升降機(jī)掘進(jìn)天井的炮孔布置和普通掘進(jìn)方法的略有區(qū)別。為確保升降機(jī)升降 自由并保持井壁光滑，避免爆破下來的巖石將導(dǎo)軌擊壞，要求適當(dāng)增加周邊炮孔數(shù)量。中心掏槽孔的位置要求盡 量向底板方向移動。起爆方法：開始時采用火炮電機(jī)，為安全起見改用半秒差非電導(dǎo)爆爆破，分十段爆破，效果理想，現(xiàn)仍在應(yīng) 用中。爆破后，釆用壓氣和壓水，強(qiáng)制通風(fēng)、排塵。一般來說天井越高通風(fēng)時間越長，但也與巷道的主風(fēng)流有很 大關(guān)系。炮響后把導(dǎo)軌

12、尾部的風(fēng)水門同吋打開，風(fēng)和水沿著導(dǎo)軌內(nèi)的鋼管送到天井頂端，通過導(dǎo)軌頂端的風(fēng)水混 合噴霧器蓋板噴出，產(chǎn)生的風(fēng)水霧狀噴向作業(yè)面。這樣縮短的通風(fēng)時間，改善了作業(yè)壞境，取得了滿意的通風(fēng)降 塵效果。（四）升降機(jī)的拆除和檢查 天井掘進(jìn)完成后，拆除導(dǎo)軌和設(shè)備是一項重要環(huán)節(jié)。它關(guān)系到設(shè)備的再利用, 合理的拆除和認(rèn)真的檢查對降低掘進(jìn)成本有著現(xiàn)實意義。拆除前，還必須周密考慮到利用升降機(jī)完成天井內(nèi)的一 些探礦工程，提高設(shè)備有效的利用率。導(dǎo)軌拆除前，對井筒內(nèi)要進(jìn)行全面的檢查，要清除浮石，保證人員和設(shè)備的安全。在正常情況下，拆除導(dǎo)軌 是由上往下逐節(jié)進(jìn)行的。把拆下的導(dǎo)軌放在工作平臺上，每45節(jié)向下運(yùn)回一次。拆除中要注意錨

13、桿的回收，在 我們所掘進(jìn)的三個天井中，錨桿回收率達(dá)到了 96%以上，超過了國內(nèi)外的先進(jìn)水平。在實際應(yīng)用屮考驗了設(shè)備，沒有因設(shè)備木身出現(xiàn)問題而影響止常生產(chǎn)。經(jīng)拆裝檢查，各部件磨損未見異常變 化，現(xiàn)還在繼續(xù)應(yīng)用。三、電動天井升降機(jī)的特點為解決天井掘進(jìn)機(jī)械化問題，目前國內(nèi)外先后研究出了許多方法，如吊罐法、天井鉆進(jìn)法、深孔渚巖分段 爆破一次成井法等，他們各有其優(yōu)點，而電動天井升降機(jī)在天井中的應(yīng)用也有它獨到之處，其特點為：（一）優(yōu)點1. 適用范圍廣。它可以掘進(jìn)垂直天井、高天井、盲天井以及隨礦體變化的傾斜天井，在3990度范圍內(nèi)，可以 掘進(jìn)由直變斜或由斜變直的天井。改型后還可以應(yīng)用在采礦上作為開采專用機(jī)組

14、或用以運(yùn)送人員和物料。2. 由于它可掘進(jìn)盲天井，所以可提前掘進(jìn)溜井，為上部中段開拓采準(zhǔn)工程準(zhǔn)備好出磴條件。3. 作業(yè)條件好、安全可靠、勞動強(qiáng)度小。人在罐籠中可以自己掌握升或降，不用信號聯(lián)系?？梢赃B續(xù)作業(yè)和多循 環(huán)作業(yè)。通風(fēng)降塵效果好。4. 節(jié)約木材。應(yīng)用在溜井和風(fēng)井上基本不需要木材支護(hù)，可節(jié)約木材98%以上。在有副穿的探礦天井中應(yīng)用， 如采用新的施工方法可節(jié)省木材80%以上。5. 經(jīng)濟(jì)效果顯著，可提高工效13倍以上。（二）不足之處1. 用電動天井升降機(jī)掘進(jìn)天井還是屬于井筒內(nèi)作業(yè)，遠(yuǎn)不如井筒外作業(yè)好；2. 設(shè)備一次性投資比吊罐高；3. 施工準(zhǔn)備、設(shè)備維護(hù)檢查等都比吊罐掘進(jìn)法要復(fù)雜些。電動天井升降

15、機(jī)的應(yīng)用為現(xiàn)實天井作業(yè)機(jī)械化奠定了有利的基礎(chǔ)，給天井巖工帶來了福音。自試用以來很快 引起了許多兄弟礦山的興趣，給予了較高的評價。附表a °組合彎導(dǎo)軌度數(shù)3 °r(m)a °組合彎導(dǎo)軌度數(shù)b °r(m)39270140下 8° +25° + 上 8°713° + 下 8° +25°24101.9723=41°+25° + 上 8°4217341.943274=69°5440756451767463° + 下 8° +25°21.

16、977147+上 8° =44°3783° + 下 8° +25°21.948479+25° + 上 8°349580+7° =76°4507° + 下 8° +25°28182561.951+±8° =48°3833847° + 下 8° +25°4523° +7° + 下 8°185+25° + 上 8°51.953+25° +±8°21.986+7° =80°654=51°3877554561572587° + 下 8° +25°359+上 8° +7°43.8560=55°561688下 8° +25°-362789+25&