矿井提升是在井筒中的运输工作。按井筒倾角分为竖井提升和斜井提升。
(一)矿井提升设备
矿井提升工作由矿井提升设备来完成。矿井提升设备由提升容器、提升钢丝绳、提升机、天轮、井架以及装卸载附属设备组成。
1.提升容器
竖井提升容器主要为罐笼和箕斗。罐笼用于升降人员、材料、设备,提升装有矿石或废石的矿车,以及下放空车等。我国金属矿山常用单层罐笼。在井底、阶段或井口车场,为便于矿车出入罐笼,使用承接装置,一般有摇台和罐座两种。
箕斗能直接承装矿石(或废石),但不能用来升降材料、设备和人员。按卸载方式的不同分为翻转式、底卸式和侧卸式。一般金属矿山广泛使用翻转式箕斗。翻转式箕斗的卸载和复位在卸载曲轨中完成。随着井下集中破碎的应用及自动化水平的提高,底卸式箕斗的使用将日益增多。
斜井提升容器主要有矿车、台车和箕斗。矿车用于串车提升,一般它只能在斜井倾角小于25°~30°时使用。台车的作用大致与竖井的罐笼相同,斜井箕斗的结构、作用等大致也与竖井箕斗相同。
2.提升机
矿井提升机分单绳缠绕式提升机和多绳摩擦式提升机。单绳缠绕式提升机为目前我国普遍使用的提升机,多为圆筒形双卷筒提升机。
单绳缠绕式提升机工作原理:当电动机经过减速器带动卷筒旋转时,使两条钢丝绳分别在卷筒上缠绳和松绳(因两绳在卷筒上缠绕方向相反),从而使钢丝绳另一端的提升容器一个上升,一个下降,如此往复地进行工作。随着开采深度的不断增加,多绳摩擦式提升机从20世纪50年代起在国外迅速推广。
多绳摩擦式提升机主要工作原理:钢丝绳不是固定和缠绕在主导轮上,而是搭放在主导轮的摩擦衬垫上,提升容器悬挂在钢丝绳的两端。当电动机通过减速器带动主导轮转动时,钢丝绳和摩擦衬垫之间便产生很大的摩擦力,使钢丝绳在这种摩擦力的作用下,跟随主导轮一起运动,从而实现容器的提升和下降。
目前常用的多绳摩擦式提升机一般为四绳或六绳,由于钢绳数增多,每根钢绳的直径较单绳大大减小,卷筒直径也相应减小,并且钢绳是搭在卷筒上,提升高度不受卷筒直径和宽度的限制,故特别适用于深井提升。多绳摩擦式提升机具有运行安全,设备简单,重量轻等一系列优点,是一项值得提倡和推广使用的先进设备。但是,目前多绳摩擦轮提升机大多为井塔式,需在井口修建高大的井塔,因此使基建费用增大。
(二)矿井提升运输系统
矿井提升运输线路及其装备组成矿井提升运输系统。矿井提升运输系统主要取决于矿床开拓系统及总平面布置,如井口(或平窿口)和选厂位置以及地表地形决定着地面运输线路及设备,而矿床是否采用井筒来开拓又决定着矿井提升工作的有无。常见的矿井提升运输系统如下:
1.用箕斗提升矿石运输(广义的)系统
矿石由采场采下后,在阶段平巷(或横巷)装车,由电机车牵引列车沿阶段平巷经过石门,在井底车场的卸矿硐室卸入溜井,矿石从溜井流入与主井相通的矿仓,再装入主井的箕斗中,提升至地表矿仓,然后经地面运输运至选厂。
2.用罐笼(或斜井台车)提升矿石运输系统
矿石由采场采下后,在阶段平巷(或横巷)装车,由电机车牵引列车沿阶段平巷经石门,在井底车场将矿车推入主井的罐笼(或台车)中,提升至井口,然后推出罐笼(或台车)经地面运输运至选厂。
3.废石运输系统
废石在掘进工作面破落后装入矿车,由电机车牵引列车沿阶段平巷经石门,在井底车场将废石车推入副井的罐笼(或斜井台车)中,提升至井口,然后经地面运输运至废石场。