楊 帆

（五礦礦業(yè)(安徽)工程設(shè)計(jì)有限公司，安徽 合肥 230000）

礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用是社會(huì)科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多方面的綜合體現(xiàn)，加強(qiáng)礦井自動(dòng)化開采不僅是提高資源開采效率的基礎(chǔ)，也是有效降低采礦安全風(fēng)險(xiǎn)的主要途徑之一[1]。研究主井罐道鋼絲繩自動(dòng)潤(rùn)滑裝置對(duì)提高采礦設(shè)備自動(dòng)化意義重大，為安全、快速運(yùn)輸?shù)V石等提供了基礎(chǔ)。鑒于此，本文以某鐵多金屬礦床為例，分析該礦床主井罐道的鋼絲繩自動(dòng)潤(rùn)滑裝置設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步優(yōu)化裝置提供參考。

1 研究區(qū)基本概況

研究礦床為一鐵多金屬礦床，為井下開采模式，其開采主井的井筒直徑為5.3m，設(shè)計(jì)開采井口的標(biāo)高為101m，開采井底的標(biāo)高為-596m。此外，主井井筒內(nèi)部設(shè)置有1套雙箕斗，用于提升井下深部的礦石以及廢石，設(shè)計(jì)日提升礦石量為9100t，日提升廢石量為1500t，提升后的礦石和廢石分布儲(chǔ)存在礦石倉(cāng)或者廢石倉(cāng)內(nèi)。雙箕斗提升裝置位于-430m中段，其皮帶道設(shè)置在-530m范圍內(nèi)。研究區(qū)的雙箕斗提升系統(tǒng)采用鋼絲繩罐道，其罐道繩的直徑為0.42cm，該提升系統(tǒng)采用密封鋼絲繩的結(jié)構(gòu)。研究區(qū)罐道鋼絲繩采用重錘拉緊的方式，下部采用重錘拉緊，重錘總重量可達(dá)12t；上部則固定在井塔的擋罐梁上。

2 主井罐道鋼絲繩潤(rùn)滑的必要性

能夠有效地延長(zhǎng)罐道鋼絲繩的使用壽命。在雙箕斗系統(tǒng)提升使用過程中，鋼絲繩的表面容易出現(xiàn)疲勞裂紋，同時(shí)由于鋼絲繩與罐道之間的摩擦等因素，極易出現(xiàn)原電池效應(yīng)，導(dǎo)致管道鋼絲繩表面的疲勞裂紋進(jìn)一步發(fā)展，不僅顯著的降低了罐道鋼絲繩的承載力，而且減少了使用壽命[2]。因此，在罐道鋼絲繩裝置內(nèi)充填相應(yīng)的潤(rùn)滑油脂，不僅有效地消除了原電池效應(yīng)，而且對(duì)鋼絲繩因摩擦等而造成的疲勞裂紋顯著降低，即有效地阻止了疲勞裂紋的持續(xù)發(fā)展，最終不僅提升了鋼絲繩承載力的穩(wěn)定性，而且顯著的延長(zhǎng)了罐道鋼絲繩的使用壽命。因此，研究主井罐道鋼絲繩的自動(dòng)潤(rùn)滑裝置是十分有必要的。

根據(jù)前人大量的研究資料顯示，僅僅依靠罐道鋼絲繩出廠前由廠家進(jìn)行的潤(rùn)滑處理，其鋼絲繩的使用壽命僅僅是該鋼絲繩的設(shè)計(jì)使用壽命的40%[2，3]。因此，若在罐道鋼絲繩使用過程中不增加潤(rùn)滑處理過程，則會(huì)顯著的增加采礦成本。因此，這就顯得定期對(duì)鋼絲繩潤(rùn)滑的必要性。此外，研究區(qū)采用主井回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，因此，在礦石和廢石提升過程中可產(chǎn)生大量的粉塵、霧氣等，加之雙箕斗提升系統(tǒng)日處理礦石9100t、廢石1500t，處理量大，這就使得鋼絲繩的使用極為頻繁，若對(duì)罐道鋼絲繩管理及維護(hù)不及時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩與罐道之間的磨損嚴(yán)重加劇，進(jìn)而縮短鋼絲繩的使用壽命，增加采礦成本。

3 常見的鋼絲繩潤(rùn)滑方法

3.1 手工潤(rùn)滑

手工潤(rùn)滑一般是通過人工將潤(rùn)滑油脂直接涂抹在鋼絲繩上，該方面具有操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但缺點(diǎn)較多，主要體現(xiàn)在：①無法確保潤(rùn)滑油脂涂抹的均勻性，這就導(dǎo)致鋼絲繩潤(rùn)滑不均勻，導(dǎo)致容易出現(xiàn)磨損；②涂抹耗時(shí)長(zhǎng)，研究區(qū)主井罐道鋼絲繩設(shè)置有8根，每根長(zhǎng)約680m，若采用手工潤(rùn)滑，則需要時(shí)間為5天，阻礙了采礦進(jìn)度；③耗油量大，由于手工潤(rùn)滑的不均勻性，導(dǎo)致在潤(rùn)滑過程中極易出現(xiàn)浪費(fèi)現(xiàn)象，根據(jù)早期階段潤(rùn)滑統(tǒng)計(jì)數(shù)量，采用手工潤(rùn)滑一次所需潤(rùn)滑油脂約30kg；④安全性問題，手工潤(rùn)滑需要作業(yè)人員站在雙箕斗上進(jìn)行上下施工，不僅極易出現(xiàn)安全事故，而且在上下運(yùn)行過程中粉塵嚴(yán)重，對(duì)人體傷害極大。

3.2 自動(dòng)潤(rùn)滑裝置

針對(duì)上述手工潤(rùn)滑方式的缺點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，可設(shè)置專用的潤(rùn)滑裝置對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑。但是，市場(chǎng)上流通的潤(rùn)滑裝置對(duì)罐道鋼絲繩的潤(rùn)滑具有明顯的局限性，不能夠較好地實(shí)現(xiàn)研究區(qū)主井罐道鋼絲繩的潤(rùn)滑目的[4]。同時(shí)，市場(chǎng)上流通的自動(dòng)化潤(rùn)滑裝置大多數(shù)價(jià)格昂貴、體積笨重，不僅為安裝帶來了不便，而且增加雙箕斗的重量，對(duì)采礦不利。因此，市場(chǎng)上流通的自動(dòng)潤(rùn)滑裝置不適合于研究區(qū)主井的實(shí)際需求。

4 自動(dòng)潤(rùn)滑裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)研究區(qū)鐵多金屬礦床的采礦實(shí)際需求以及市場(chǎng)自動(dòng)潤(rùn)滑裝置應(yīng)用效果較差的基本現(xiàn)狀，針對(duì)研究區(qū)主井罐道鋼絲繩的潤(rùn)滑特征，本文對(duì)潤(rùn)滑裝置進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，為提高潤(rùn)滑效率提供參考。本文的改進(jìn)主要位于箕斗與鋼絲繩之間，即在二者的連接處增加一個(gè)桶狀的帶壓儲(chǔ)油罐，罐道鋼絲繩則通過儲(chǔ)油罐將潤(rùn)滑油脂擠壓進(jìn)入儲(chǔ)油罐中，當(dāng)雙箕斗運(yùn)行過程中，可通過彈簧裝置的收縮壓力將潤(rùn)滑油脂均勻的涂抹在罐道鋼絲繩表面，可以有效地實(shí)現(xiàn)均勻潤(rùn)滑的目的。

圖1 研究區(qū)主井罐道鋼絲繩自動(dòng)潤(rùn)滑裝置設(shè)計(jì)圖

該裝置中的儲(chǔ)油桶存儲(chǔ)潤(rùn)滑油脂，再將其使用彈簧與壓油蓋相互連接此時(shí)，潤(rùn)滑油脂可在壓力作用下將潤(rùn)滑油脂均勻的涂抹在罐道鋼絲繩表面，即該裝置不僅能夠確?；返恼Ｉ舷逻\(yùn)行，而且能夠?qū)崿F(xiàn)每提升一次潤(rùn)滑一次罐道鋼絲繩的目的。同時(shí)，為了減少潤(rùn)滑油脂的消耗量，可根據(jù)罐道鋼絲繩潤(rùn)滑需求而調(diào)節(jié)儲(chǔ)油桶的大小和彈簧的彈力。經(jīng)過研究區(qū)的實(shí)踐得出，當(dāng)儲(chǔ)油桶中的壓油蓋和底蓋的鋼絲繩孔較罐道鋼絲繩直徑寬約3mm時(shí)，能夠確保罐道鋼絲繩均勻的潤(rùn)滑。

5 應(yīng)用效果分析

將本文所設(shè)計(jì)的主井罐道鋼絲繩自主潤(rùn)滑裝置應(yīng)用于研究區(qū)鐵多金屬礦開采中，取得了良好的應(yīng)用效果，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）自主潤(rùn)滑裝置的制作材料成本極低。由于該裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以投入成本極低，其制作成本低于50元。

（2）降低了設(shè)備的安裝風(fēng)險(xiǎn)。與市場(chǎng)上其他同功能設(shè)備相比，該設(shè)備質(zhì)量小，安裝方便，降低了安裝安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）降低了維護(hù)的成本。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，其維護(hù)成本低，一般儲(chǔ)油桶不易損壞，僅對(duì)彈簧進(jìn)行定期維護(hù)即可。

（4）提高了雙箕斗的工作效率。該裝置更換潤(rùn)滑油脂方便，減少了雙箕斗系統(tǒng)的提供時(shí)間，提高了工作效率。此外，該設(shè)備涂抹潤(rùn)滑油脂的時(shí)間僅需1分鐘就可完成，與手工潤(rùn)滑相比，該設(shè)備不僅提高了潤(rùn)滑速率，而且顯著的降低了人工成本。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦山主井罐道鋼絲繩的使用壽命和承載力的穩(wěn)定性對(duì)雙箕斗提升系統(tǒng)的影響較為明顯，對(duì)礦石和廢石的運(yùn)輸效率影響較大。現(xiàn)行市場(chǎng)中的潤(rùn)滑設(shè)備造價(jià)高、安裝風(fēng)險(xiǎn)大，維護(hù)成本高，不適合于研究區(qū)鐵多金屬礦的應(yīng)用。鑒于此，本文結(jié)合礦山實(shí)際需求，進(jìn)行了主井罐道鋼絲繩自動(dòng)潤(rùn)滑裝置的改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置具有成本低、操作簡(jiǎn)便、效果好的優(yōu)勢(shì)。因此，本文提出的改進(jìn)設(shè)計(jì)具有良好的應(yīng)用前景。