矿山机械安全评价

4.3矿山机械4.3.1提升系统设备选型及主要参数(1）主井：提升全部一期矿石量120万t/a，并留有发展到200万t/a的能力。选择JKM3.5×6（Ⅲ）E多绳摩擦提升机。配用直流电机，功率2400kW，电压1000V，转速65.5r/min，提升系统运行速度为12m/s。采用14m3的底卸式箕斗（DJD2/3-14/30），单箕斗配平衡锤提升系统，6根首绳，3根尾绳。箕斗自重18t，含首尾绳悬挂装置共重23.123t，提升矿石有效载重26.5t，经计算：每班纯提升时间6.5小时，主井可完成矿石最大提升量为238.74万t/a，可满足年提升量扩能200万的要求。首绳选用进口高强度钢丝绳（达高），6×36WS+FC-1770线接触钢丝绳，直径d=35mm，钢绳重P=4.53kg/m,单根最小钢丝破断力总和F=878kN；尾绳选择17×7+IWS-1570圆股钢丝绳，直径d=46mm，钢绳重P=9.10kg/m。选用钢绳罐道，罐道绳采用二层Z型钢丝绳，公称强度1370MPa，直径45mm，罐道绳重P=11.3kg/m。筒径5.0m。选用36.4t多绳平衡锤（含张力自动平衡首尾绳悬挂装置），外形尺寸：2300×665×10000mm（长×宽×高）。为保证设备的可靠性，达到国内领先，世界先进的要求，设计推荐整套提升设备全部引进。井筒尺寸及安全间隙按照有关规定进行设计，箕斗尺寸：1790×2236×12214(长×宽×高mm)，箕斗中心线至平衡锤中心线的间距2300mm，设备最大外形间距845mm≥450mm，容器至井壁间距430mm≥350mm，均满足安全规程要求。经计算：钢丝绳安全系数：m=7.384＞7符合安全规程要求。系统防滑验算：提升钢丝绳对衬垫的单位压力：q0=1.766＜1.98；钢丝绳两端静张力比值：提升矿石时S1/S2=1.22＜1.4；下放空箕斗时S1/S2=1.2844＜1.4；最大提升速度12m/s。均符合冶金矿山安全规程防滑要求。箕斗装矿采用通过装矿皮带，经30t的计量箕斗装矿，井塔采用活动直轨卸矿，井塔各层井口周围设置高度不小于1.5m的栅栏或金属网，防止人员坠落。井塔及井底分别设置14米长的木质楔形罐道，上下分别设置防撞梁，木质楔形罐道长度大于10米，符合冶金矿山安全规程过卷装置要求。楔形罐道设置电气限位开关，以防止发生过卷事故。采用电气连锁，PLC控制。采用盘形制动器闸瓦，性能可靠。(2)副井：副井为罐笼井提升，承担基建阶段废石，年提升量5.4万吨、人员、材料、支护材料、运输炸药及爆破材料、设备等的提升任务。以及供、排水管道、电缆敷设等。选择JKM3.5×6多绳摩擦提升机，配用ZD型低速直流电机功率900kW，电压660V。转速转速n=45r/min，电动机与提升机采用直联方式，提升系统运行速度为8.25m/s。采用多绳双层罐笼，底板面积：5080×3000mm（长×宽），自重20000kg（含张力自动平衡首尾绳悬挂装置），每次乘人数80人。采用200×200方钢轨道。开拓废石提升采用900轨距的0.7m3固定式矿车，一次4车0.7m3翻转式矿车，矿车自重：710kg，。首绳钢丝绳选用6V×37S+FC-1770异形股钢丝绳，6根，直径d=34mm，钢绳重P=4.83kg/m,单根钢丝绳破断力F=759kN；尾绳选择34×7-1570型钢丝绳，3根，直径d=50mm，钢绳重P=9.75kg/m。选用25.4t（含张力自动平衡首尾绳悬挂装置）多绳平衡锤，外形尺寸：2040×420×10000mm（长×宽×高）。采用200×200方钢轨道。经计算：副井可以完成人员、岩石、支护材料、材料、设备的任务。井筒尺寸及安全间隙按照有关规定进行设计，罐笼中心线至平衡锤中心线的间距2300mm，设备最大外形间距590mm≥450mm，容器至井壁间距300mm≥200mm，均满足安全规程要求。罐笼设活动顶盖，防止断电时人员被困罐笼中。经计算：提升钢丝绳安全系数：下放设备大件：钢丝绳安全系数m=7.978＞7.5；提升废石、支护材料：钢丝绳安全系数m=9.084＞7.5；提升人员：钢丝绳安全系数m=9.5158＞8；满足GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》6.3.5.8的要求。提升系统防滑验算：提升钢丝绳对衬垫的单位压力提升最大装载量时：q0=nDjdsSS21=1.373＜1.98；钢丝绳两端静张力比值：提升废石时：S1/S2=1.0472＜1.4；下放空罐笼时：S1/S2=1.1195＜1.4；符合冶金矿山安全规程防滑要求。设计根据GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》的要求在提升井处设置防过卷、防过速、安全制动、防误操作装置，各种信号、安全门、摇台闭锁等装置，在竖井与各中段的连接处，设置高度不小于1.5m的栅栏或金属网，进出口设栅栏门。井筒与水平巷道连接处，设绕道，井筒与中段之间设置阻车器，各中段设置液压摇台，满足设计规范要求。井塔及井底分别设置12米长的木质楔形罐道，上下分别设置防撞梁，木质楔形罐道长度大于10米，符合冶金矿山安全规程过卷装置要求。楔形罐道设置电气限位开关，以防止发生过卷事故。采用电气连锁，PLC控制。采用盘形制动器闸瓦，性能可靠。(3)北风井：为减轻副井提升工作压力，在北风井设置一套罐笼配平衡锤提升系统，多绳落地式摩擦提升机提升，专门提升生产阶段废石，年提升量17.4万t/a，并承担零星人员、材料、设备的提升，风井提升最低中段标高-425m。提升-425m以上的废石，废石运输采用900mm轨距的1.2m3固定式矿车。选择3#多绳双层罐笼，底板面积：2200×1350（长×宽，单位mm），自重6528kg（含张力自动平衡首尾绳悬挂装置），最大载重8400kg，每次乘人数30人。采用900轨距的0.7m3翻转式式矿车，一次2车，0.7m3翻转式矿车自重720kg。选择JKMD2.25×4（Ⅰ）E/11.5型多绳摩擦落地式提升机，卷筒直径2.25m，天轮直径2.25m，最大静张力215kN，最大静张力差65kN。选用方钢罐道，选用直流电动机，功率N=320kW，电压U=440V，转速n=800r/min，减速机减速比10.5，提升系统运行速度为8.5m/s。提升钢丝绳选用6V×30+FC-1770异形股钢丝绳4根，直径d=22mm，钢绳重P=1.96kg/m,钢丝绳最小破断拉力F=278kN；尾绳:选择34×7+FC-1570型钢丝绳2根，直径d=32mm，钢绳重P=3.99kg/m。平衡锤选择：选用9.25t（含张力自动平衡首尾绳悬挂装置）多绳平衡锤，外形尺寸:1000mm×400mm×9495mm（长×宽×高）经计算：提升首绳安全系数：提升废石：钢丝绳安全系数m=7.783＞7.5；提升人员：钢丝绳安全系数m=8.926＞8；系统防滑验算：提升钢丝绳对衬垫的单位压力提升最大装载量时时：q0=nDjdsSS21=1.373＜1.98钢丝绳两端静张力比值：提升废石时：S1/S2=1.0682＜1.4下放空罐笼时：S1/S2=1.248＜1.4符合冶金矿山安全规程防滑要求。井筒尺寸及安全间隙按照有关规定进行设计，罐笼底板尺寸：：2200×1350mm，罐笼中心线至平衡锤中心线的间距1600mm，设备最大外形间距775mm≥450mm，容器至井壁间距360mm≥200mm，均满足安全规程要求。设计根据GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》的要求在提升井处设置防过卷、防过速、安全制动、防误操作装置，各种信号、安全门、摇台闭锁等装置，在竖井与各中段的连接处，设置高度不小于1.5m的栅栏或金属网，进出口设栅栏门。井筒与水平巷道连接处，设绕道，井筒与中段之间设置阻车器，各中段设置液压摇台，满足设计规范要求。井架及井底分别设置12米长的木质楔形罐道，上下分别设置防撞梁，木质楔形罐道长度大于10米，符合冶金矿山安全规程过卷装置要求。楔形罐道设置电气限位开关，以防止发生过卷事故。采用电气连锁，PLC控制。采用盘形制动器闸瓦，性能可靠。(4)盲竖井：-425m～-625m的废石采用盲竖井辅助提升，盲竖井井口标高为-425m，设置一套提升系统，专门提升废石，并承担零星人员、材料、设备的提升，盲竖井提升最低中段标高-625m。提升至-425m阶段，再通过风井提至地面，废石运输采用900mm轨距的0.7m3翻转式矿车，矿车自重720kg。选择2JK-2.5/11.2E单绳缠绕式提升机，卷筒直径2.5m，宽度1.2m，天轮直径2.5m。最大静张力90kN，最大静张力差55kN,选用方钢罐道。选交流电动机，功率350kW，电压U=380V，转速n=570r/min，提升机减速比为11.2。提升系统运行速度为6.6m/s。选择单绳2#双层罐笼，底板面积：1800×1150（长×宽，单位mm），高7600mm，自重4000kg，最大载量4400kg，每次乘人数20人。一次提升2车0.7m3矿车。提升钢丝绳选用6V×37S+FC—1770型三角股钢丝绳1根，直径d=32mm，钢绳重P=4.15kg/m,单根钢丝绳破断力F=652kN；选用6.7t单绳平衡锤，外形尺寸:1000mm×300mm×7000mm（长×宽×高）。井筒尺寸及安全间隙按照有关规定进行设计，罐笼底板尺寸：：1800×1150mm，罐笼中心线至平衡锤中心线的间距1400mm，设备最大外形间距672mm≥450mm，容器至井壁间距373mm≥200mm，均满足安全规程要求。钢丝绳安全系数：提升矿石：m=7.7537.5提升人员：m=10.7679符合安全规程要求。最大静张力为：Fc=86.84kN最大静张力差：Fj=34.63kN设计根据GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》的要求在提升井处设置防过卷、防过速、安全制动、防误操作装置，各种信号、安全门、摇台闭锁等装置，在竖井与各中段的连接处，设置高度不小于1.5m的栅栏或金属网，进出口设栅栏门。井筒与水平巷道连接处，设绕道，井筒与中段之间设置阻车器，各中段设置液压摇台，满足设计规范要求。井上设置10米长的木质楔形罐道，设置防撞梁，木质楔形罐道长度等于10米，楔形罐道设置电气限位开关，以防止发生过卷事故。采用电气连锁，PLC控制。采用盘形制动器闸瓦，性能可靠。符合冶金矿山安全规程过卷装置要求。（5）其它设施：在采区各中段布置一条采区电梯井，分别安装一台3.0t井下客货两用电梯。速度为1.6m/s，变频调速系统，电机功率N=75kW。主井底的粉矿回收设一条粉清理电梯井，安装一台载重3.0t的井下客货两用电梯，速度为1.6m/s，变频调速系统，电机功率N=75kW。泥水经沉淀后溢流至清水池，MD85-45×4多级离心泵两台，流量85m3/h,扬程H=180m；配电动机功率N=75kW，电压U=380kV，一用一备。用于排出井底水窝的清水，水排至-625m阶段，井底水窝沉淀后的淤泥定期用2DPJ-15耙矿绞车下放0.7m3翻转式矿车进行人工清理。矿山生产大件由副井罐笼进入，利用副井提升机，提升和下放井下大件设备。设计对钢丝绳安全系数、提升系统最大静张力和最大静张力差、系统防滑等均进行了验算，符合冶金矿山安全规程要求，可以满足井筒年提升能力的要求。4.3.2井口机械化设备、安全门、防过卷、防断绳保险、防误操作装置的可靠性分析矿井提升是全矿运输系统的重要环节，主要设备和装置包括提升机、提升电机提升电控系统、井塔、钢丝绳、连接装置、提升容器、井筒导向装置、井口和井底承接装置、阻车器、安全门以及信号装置等。a)提升系统危险因素分析井口安全设施不全、提升机安全装置失灵、罐笼管理不严、钢丝绳损坏和信号系统有问题等。b)系统安全措施分析设计根据GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》的要求在提升井处设置防过卷、防过速、安全制动、防误操作装置，各种信号、安全门、摇台闭锁等装置，在竖井与各中段的连接处，设置高度不小于1.5m的栅栏或金属网，进出口设栅栏门。井筒与水平巷