CN205820665U - 地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，包括箕斗、箕斗装载装置和平动卸载直轨装置，箕斗装载装置和平动卸载直轨装置分别设置于井筒侧壁的装载点和卸载点处，箕斗在井筒中沿刚性罐道上下运动完成矿石或废石的提升卸载任务。平动卸载直轨装置包括直轨组件、导轨和可做伸缩运动的动力装置，导轨水平固定于罐道安装梁上，直轨组件有两组，对称布置于箕斗的两侧，动力装置运动带动两组直轨组件同时沿导轨作往复平移运动，直轨组件的初始状态不影响箕斗在井筒中的运行，直轨组件往箕斗侧中伸出以实现箕斗卸载，箕斗卸载完成后直轨组件回缩至初始状态，不影响箕斗的运行。可实现箕斗在任意一个装载点装载并在对应的卸载点卸载。

Description

地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统

技术领域

本实用新型涉及一种地下矿山竖井箕斗提升系统，具体涉及一种地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统。

背景技术

传统的竖井底卸式箕斗提升系统一般采用单点装载单点卸载的方式。箕斗沿井筒下行至装载点并停稳，箕斗装载装置向箕斗装载完成后，箕斗上行至卸载点卸矿，卸载完成后沿井筒下行，如此往复，完成提升任务。传统的竖井底卸式箕斗提升系统不适用于有多个装载点和多个卸载点的工况，只能通过设置多套提升系统来完成提升任务。

经过多年的发展，目前我国一些开采年限较长的矿井，浅部资源基本开采完毕，剩余资源多集中在深部，深部开采势在必行。而深部开采竖井采用单点装载单点卸载箕斗提升系统时，箕斗装载中段位于所有生产中段以下，各生产中段采出的矿废石通过高溜井下放至箕斗装载中段，通过装载装置向箕斗装载，装载完成后，箕斗上行至卸载点。该过程中存在一个反向运输问题，即矿废石先通过高溜井下放，再通过箕斗上提，反向运输意味着额外的能耗，且井越深产生的额外能耗越多，同时，高溜井发生垮塌和堵塞的风险也增高。

现有的底卸式箕斗有直轨和曲轨两种卸载方式，以底卸式箕斗采用直轨卸载为例来说，箕斗在装载和提升过程中，依靠装在斗箱下部两侧的导轮挂钩钩住焊在框架下部两内侧的掣子，以保持位置的稳定。当箕斗进入卸载点时，箕斗框架通过刚性罐道固定，使框架保持横向稳定。与此同时，装在斗箱上的导轮挂钩的导轮垂直进入安装在井塔上的卸载直轨。卸载直轨通过导轮使钩子绕自身的支点转动，钩子与框架上的掣子脱开。箕斗继续上升至卸载位置并停稳，操作卸载直轨的气/油缸动作，使卸载直轨绕上部固定点旋转外伸，位于卸载直轨内的钩子的支承轴也相应向外运动，进而拉动箕斗斗箱往外倾斜，箕斗底打开，开始卸载。图9所示为直轨的初始状态，图10所示为箕斗卸载时直轨的工作状态。

从图9和图10可以看出，直轨的初始状态是处于井筒中的，将直轨绕铰接点处旋转一定的角度使箕斗卸载。当需要多点卸载时，箕斗提升系统中会存在两个或两个以上卸载点，根据以上分析结合图9和图10可以发现，当箕斗通过中间某一卸载点时，装在斗箱上的导轮挂钩的导轮垂直进入安装在井塔（或井架）上的卸载直轨，进而导致钩住箕斗斗箱的钩子与框架上的掣子脱开，存在卸料风险。规范要求箕斗与井筒内的固定设备距离应保持在150mm以上，箕斗才能高速通过，而采用现有的卸载直轨时，装在斗箱上的导轮挂钩的导轮会紧贴卸载直轨，不符合规范，箕斗也不宜高速通过。因此现有卸载直轨不适用于多点卸载工况下的竖井底卸式箕斗提升系统。

底卸式箕斗采用曲轨卸载的工况下，当箕斗通过曲轨时，斗箱便会打开，因此卸载曲轨同样也不适用于多点卸载工况下的竖井底卸式箕斗提升系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于单点和多点装、卸工况下的竖井底卸式箕斗提升系统。

本实用新型公开了一种地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，包括箕斗和箕斗装载装置，箕斗装载装置设置于井筒侧壁的装载点处，箕斗在井筒中沿刚性罐道上下运动完成矿石或废石的提升卸载任务。本系统还包括安装于罐道安装梁上对应卸载点处的平动卸载直轨装置，平动卸载直轨装置包括直轨组件、导轨和可做伸缩运动的动力装置，导轨水平固定于罐道安装梁上，直轨组件有两组，对称布置于箕斗的两侧，动力装置的伸缩运动带动两组直轨组件同时沿导轨作往复平移运动，使直轨组件的初始状态不影响箕斗在井筒中运行，使直轨组件往箕斗侧伸出以实现箕斗卸载，箕斗卸载完成后使直轨组件回缩至初始状态。

进一步的，所述直轨组件包括基座、导槽和滚轮，导槽刚性连接于基座的高度方向内侧，滚轮连接于基座高度方向外侧的上下两端。

进一步的，所述导轨与滚轮配套，每侧有上下两根，滚轮可沿导轨往复运动。

进一步的，所述导槽的长度大于同侧两导轨之间的距离，导槽的两端分别伸出于导轨的底面外，导槽沿高度方向为对称结构，从而保证箕斗进入直轨组件时，钩住斗箱的钩子可以与框架上的掣子脱开，箕斗离开直轨组件时，钩子又会钩住掣子。

进一步的，所述动力装置采用可做伸缩运动的油缸。

进一步的，所述动力装置的缸体通过水平固定于罐道安装梁上的底座以垂直于所述导槽的方向布置、活塞杆的头部有导向套，导向套的外端通过销轴铰接于所述基座上。通过活塞杆的往复运动带动直轨组件在导轨上往复运动，从而改变直轨组件与箕斗的相对位置。

进一步的，所述导向套与所述基座的铰接位置处于上下滚轮之间。

进一步的，所述直轨组件的基座上至少连接有三个滚轮，上端一个、下端两个或者反之，以保证基座的运动稳定性。

作为替代，所述动力装置还可以采用可做伸缩运动的气缸或者电动推杆。

为了检测直轨的导槽位置，所述导轨上对应于直轨组件的最大和最小行程处设置有位置检测装置。若检测到导槽没有运行到目标位置，需及时检修。

所述箕斗为一个或两个，一个箕斗配置一个罐笼或者平衡锤作为配重，两个箕斗相互作为配重；装载点和卸载点附近均设置位置检测装置。

初始状态时，各卸载点处平动卸载直轨装置的直轨组件处于回缩状态，不影响箕斗在井筒中的上下运行。当确定箕斗的卸载点后，其他卸载点处的平动卸载直轨装置的动力装置不动作，确定卸载的卸载点所安装的平动卸载直轨装置的动力装置推动直轨组件往箕斗侧移动使箕斗卸载，箕斗卸载完成后，动力装置将直轨组件拉回至初始状态，不影响箕斗在井筒中的上下运行。

多点卸载的工作原理如下：卸载点处的平动卸载直轨装置的动力装置采用可作伸缩运动的油缸、气缸或者电动推杆。确定卸载点后，动力装置的活塞杆/推杆伸出，由于直轨的基座通过销轴与安装在活塞杆头部的导向套连接在一起，因此活塞杆/推杆的动作将带动基座动作。基座与导槽之间为刚性连接，滚轮安装在基座的上下两端，并处于导轨上，因此活塞杆/推杆伸出后，安装在基座上的滚轮沿导轨滚动，使得整个直轨组件推出至可将箕斗卸载的位置。当箕斗运行至该卸载点时，装在箕斗斗箱上的导轮挂钩的导轮顺利进入导槽中，箕斗继续慢速上行，挂钩在导轮和导槽的作用下，绕着自身的支点转动，将挂钩与箕斗框架上的掣子脱开，当箕斗到达正常卸载点并停稳后，动力装置的活塞杆/推杆收回将直轨组件拉回，导槽带动处在其内的挂钩的支撑轴沿活塞杆收回方向运动。支撑轴带动箕斗的斗箱倾斜，箕斗底打开，开始卸载。卸载完成后，动力装置的活塞杆/推杆伸出将直轨组件推出，导槽带动处在其内的挂钩的支撑轴沿活塞杆/推杆伸出方向运动，将箕斗斗箱推出至正常运行状态下的位置，此时挂钩处于可与掣子钩住的状态，箕斗缓慢下行，当箕斗即将脱离直轨时，挂钩钩住掣子，箕斗继续下行，进入下次提升循环。若下次的卸载点依然为该卸载点时，动力装置的活塞杆/推杆不动作，活塞杆/推杆和直轨组件均保持在伸出状态，而其他位置的直轨组件则还是保持在收回状态；若下次的卸载点不是该卸载时，则动力装置的活塞杆/推杆收回将直轨组件拉回到不影响箕斗正常运行的位置。

单点卸载的工作原理如下：当箕斗达到卸载点时，装在斗箱上的导轮挂钩的导轮顺利进入导槽，箕斗继续慢速上行，挂钩在导轮和导槽的作用下，绕着自身的支点转动，将挂钩与箕斗框架上的掣子脱开，当箕斗到达正常卸载点并停稳后，动力装置的活塞杆/推杆收回将直轨组件拉回，导槽带动处在其内的挂钩的支撑轴沿活塞杆收回方向运动。支撑轴带动箕斗的斗箱倾斜，箕斗底打开，开始卸载。卸载完成后，动力装置的活塞杆/推杆伸出将直轨组件推出，导槽带动处在其内的挂钩的支撑轴沿活塞杆/推杆伸出方向运动，将箕斗的斗箱推出至正常运行状态下的位置，此时挂钩处于可与掣子钩住的状态，箕斗缓慢下行，当箕斗即将脱离直轨组件时，挂钩钩住掣子，箕斗继续下行，进入下次提升循环。此时，动力装置的活塞杆/推杆保持伸出状态，等待下一次卸载。

综上所述，本系统可用于单点装、卸工况，也可用于多点装、卸工况。有多个装载点和多个卸载点时，可实现箕斗在任意一个装载点装载并在对应的卸载点卸载，工艺简单，易于实现，具有减少能耗、降低现有技术采用高溜井时堵塞和垮塌事故率的优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为平动卸载直轨装置的直轨组件处于初始位置的放大结构示意图。

图4为平动卸载直轨装置的直轨组件处于卸载位置的放大结构示意图。

图5为图3的俯视示意图。

图6为图4的俯视示意图。

图7为图3的侧视示意图。

图8为图5中的A部放大示意图。

图9为现有技术直轨的初始状态放大示意图。

图10为现有技术直轨的工作状态放大示意图。

具体实施方式

实施例一，本实施例为驰宏会泽深部矿体开采工程，其井下深部需要提升的物料有混合矿、氧化矿和废石三种。矿山在上部开采时，已经形成了比较完善的矿山运输系统。充分考虑矿山地形地质条件、深部矿体赋存特征以及设计推荐采用的采矿方法和开采现状等因素，进行深部开采时，需增加一条3#明竖井。

如图1、图5、图6所示，3#明竖井采用落地式提升方式，井内设一套提升系统，箕斗J和罐笼G互为配重，刚性罐道GG作为箕斗的导向装置，箕斗J担负混合矿、废石和氧化矿的提升任务，罐笼担负井下人员、材料、设备提升和下放任务。箕斗装载点两个：1244m标高为混合矿和氧化矿装载点，1554m标高为废石装载点，两个装载点处布置有箕斗装载装置JZ。卸载点两个：1810m水平和地表。各装、卸载点附近均设有位置开关W，并能够根据所提物料情况，自动开启相应的装载点和卸载点附近的位置开关W，位置开关W与提升机连锁。1810m水平卸载点处安装有平动卸载直轨装置P。混合矿由箕斗提至1810m水平卸载点卸载，通过矿仓卸至1764m中段装矿硐室，然后通过电机车转运至1#竖井的皮带矿仓，利用已有的提升系统提出地表至选厂原矿仓。氧化矿和废石直接由3#竖井的箕斗提出地表至地表矿仓和废石仓，然后由地表窄轨转运至氧化矿堆场和废石堆场。

如图3至图8所示，平动卸载直轨装置包括直轨组件P1、导轨P2、油缸P3、底座P4、箕斗J、罐道安装梁GA；导槽P11、基座P12、滚轮P13、活塞杆P31、导向套P32、销轴P33。

导轨P2固定于罐道安装梁P6上，直轨组件P1有两组，对称布置于箕斗P5的两侧，并连锁同步动作。

直轨组件P1包括基座P11、导槽P12和滚轮P13，导槽P12刚性连接于基座P11的高度方向内侧，滚轮P13连接于基座P11高度方向外侧的上下两端。

导轨P2与滚轮P13配套，每侧有上下两根，滚轮P13可沿导轨往复运动。

导槽P11的长度大于同侧两导轨P2之间的距离，导槽P11的两端分别伸出于导轨P2的底面外。导槽P11沿高度方向为对称结构，从而保证箕斗从下部进入平动卸载直轨装置的直轨组件时，钩住斗箱的钩子可以与框架上的掣子脱开，从上部离开直轨组件时，钩子又会钩住掣子。

油缸P3的缸体通过水平固定于罐道安装梁P6上的底座P4以垂直于导槽P11的方向布置、活塞杆P31的头部有导向套P32，导向套P32的外端通过销轴P33铰接于基座P12上。通过活塞杆P31的往复运动带动直轨组件P1在导轨P2上往复运动，从而改变直轨组件P1与箕斗的相对位置。

导向套P32与基座P11的铰接位置处于上下滚轮之间。

每组直轨组件P1的基座P11上至少连接有三个滚轮，上端一个、下端两个或者反之，以保证基座的运动稳定性。本实施例的基座上下端分别安装有两个滚轮。

作为替代，还可以采用可做伸缩运动的气缸或者电动推杆作为动力装置。

为了检测导槽位置，在导轨上对应于直轨组件的最大和最小行程处设置有位置检测装置（图中未画出）。若检测到导槽没有运行到目标位置，需及时检修。

平动卸载直轨装置的工作原理如下：

初始情况下，油缸P3的活塞杆P32处于收回状态，如图3和图5所示。由于直轨组件P1通过销轴P33与安装在活塞杆P32头部的导向套P32连接在一起，因此当活塞杆P32处于收回状态时，直轨组件P1处于远离箕斗的位置，直轨组件P1与箕斗之间有150mm以上的安全间隙，保证不会影响到箕斗的正常运行。

当判定箕斗所需提升的物料为混合矿时，油缸P3动作，将活塞杆P31推出，由于直轨组件P1的基座12通过销轴P33与安装在活塞杆P31头部的导向套32连接在一起，因此活塞杆P31动作将带动基座P12动作。基座P12与导槽P11之间为刚性连接，滚轮P13安装在基座P12上下两端并处于导轨P2上，因此活塞杆P31推出后，安装在基座P12上的滚轮P13沿导轨P2滚动，使得整个直轨组件P1推出至可将箕斗卸载的位置，如图4和图6所示。

当箕斗运行至该卸载点时，装于箕斗斗箱上的导轮挂钩的导轮顺利进入P导槽11，箕斗继续慢速上行，挂钩在导轮和导槽P11的作用下，绕着自身的支点转动，将挂钩与箕斗框架上的掣子脱开，当箕斗到达正常卸载点并停稳后，油缸P3继续动作，将活塞杆P31收回，进而将导槽P11拉回，导槽P11带动处在其内的挂钩的支撑轴沿活塞杆P31收回方向运动，如图3和图5所示。

支撑轴带动箕斗斗箱倾斜，箕斗底打开，开始卸载。卸载完成后，油缸P3继续动作，将活塞杆P31推出，进而将导槽P11推出，导槽P11带动处在其内的挂钩的支撑轴沿活塞杆P31推出方向运动，将箕斗斗箱推出至正常运行状态下的位置，如图4和图6所示。此时挂钩处于可与掣子钩住的状态，箕斗缓慢下行，当箕斗即将脱离直轨时，挂钩钩住掣子，箕斗继续下行，进入下次提升循环。

若下次提升物料依然为混合矿时，油缸P3不动作，活塞杆P31和导槽P11均处于推出状态，下次箕斗到达该卸载点时，装在箕斗斗箱上的导轮挂钩的导轮顺利进入导槽P11，并开始后续卸载动作；若下次来料为氧化矿或废石时，油缸P3动作，将活塞杆P31收回，进而将直轨组件P1拉回到不影响箕斗正常运行的位置。

初始情况下，位于1810m水平卸载点内的平动卸载直轨的直轨组件处于收回状态，不影响箕斗的高速运行。当装载点发出装载信号后，该装载点附近的位置开关开启监测箕斗位置，箕斗高速通过沿线的不需要装载的装载点，到达发出装载信号的装载点附近并减速停稳。

当井下发出混合矿提升信号时，箕斗高速运行至1244m装载点并停稳，箕斗装载装置向箕斗装矿，此时位于1810m水平的卸载点内的平动卸载直轨装置的直轨组件伸出，箕斗沿井筒高速上行，提至1810m水平卸载点并停稳，平动卸载直轨装置的直轨组件动作完成卸矿，箕斗卸矿完成后，直轨组件收回。

当井下发出氧化矿提升信号时，箕斗高速运行至1244m装载点并停稳，箕斗装置向箕斗完成装矿，此时位于1810m水平的卸载点内的平动卸载直轨处于收回状态，箕斗沿井筒高速上行，直接将氧化矿提出地表。当井下发出废石提升信号时，箕斗高速运行至1584m废石装矿点并停稳，箕斗装矿装置向箕斗装载，而此时位于1810m水平的卸载点处的平动卸载直轨装置的直轨组件处于收回状态，所以不影响箕斗的运行，箕斗沿井筒高速上行，直接将废石提出地表。

相较于以前只在1244m设一个装载点，提升系统中设置两处装载点，让废石提升高度减少330m，废石溜井的高度也相应大幅减小，有效的降低采用高溜井时堵塞和垮塌事故率；同时节约电力8.741%。提升系统中设置两个卸载点的做法，让本系统与矿山现有系统良好结合，省去大量建设工程。

本实施例采用单箕斗带罐笼的提升系统，还可以采用单箕斗带平衡锤的结构，其工作原理同上。

实施例二，本实施例为多点装载多点卸载的双箕斗竖井提升系统，如图2所示。该提升系统中有n个装载点、m个卸载点。提升容器为两个箕斗。各装、卸载点附近均设置有位置开关，各中间卸载点处均设有两套独立的平动卸载直轨装置P，分别对应两个箕斗的卸载。平动卸载直轨装置P的结构及工作原理同实施例一。

初始情况下，位于各中间卸载点内的平动卸载直轨装置的直轨组件均处于收回状态，不影响箕斗的高速运行。多点装载多点卸载双箕斗竖井提升系统中，当下部箕斗位于某一装载点满载时，上部的空箕斗有三种可能的位置，即①在对应的卸载点处；②在对应的卸载点之下；③在对应的卸载点之上。

当其中一个装载点发出装载信号，判定为①工况时，位于对应卸载点处的两套平动卸载直轨装置的直轨组件伸出，上部的空箕斗沿井筒高速下行通过沿线不需要装载的装载点，到达发出装载信号的装载点附近并减速停稳，箕斗装载装置向空箕斗装载完成。此时，原下部满载的箕斗也处于对应的卸载点，平动卸载直轨装置的直轨组件动作，使满载箕斗卸载，卸载完成后直轨组件收回，卸载完成的空箕斗高速下行进入下一个提升循环。

当其中一个装载点发出装载信号，判定为②工况时，位于对应卸载点处满载箕斗侧的平动卸载直轨装置的直轨组件伸出，空箕斗沿井筒高速下行通过沿线不需要装载的装载点，并继续下行通过发出装载信号的装载点，当满载箕斗到达对应卸载点位置并停稳后，平动卸载直轨动作使满载箕斗卸载，卸载完成后，直轨组件收回，空箕斗下行，位于下部的空箕斗上行至发出装载信号的装载点附近并减速停稳，箕斗装载装置向该空箕斗装载，装载完成后空箕斗高速下行进入下一个提升循环。

当其中一个装载点发出装载信号，判定为③工况时，位于对应卸载点内满载箕斗侧的平动卸载直轨伸出，满载箕斗沿井筒高速上行至对应卸载点位置并停稳后，平动卸载直轨动作使满载箕斗卸载，卸载完成后直轨组件收回，空箕斗继续上行直至位于下部的空箕斗下行至发出装载信号的装载点附近并减速停稳。箕斗装载装置向该空箕斗装载，装载完成后，满载箕斗高速上行进入下一个提升循环。

Claims (9)

1.一种地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，包括箕斗和箕斗装载装置，箕斗装载装置设置于井筒侧壁的装载点处，箕斗在井筒中沿刚性罐道上下运动完成矿石或废石的提升卸载任务，其特征在于：该提升系统还包括安装于罐道安装梁上对应卸载点处的平动卸载直轨装置，平动卸载直轨装置包括直轨组件、导轨和可做伸缩运动的动力装置，导轨水平固定于罐道安装梁上，直轨组件有两组，对称布置于箕斗的两侧，动力装置的伸缩运动带动两组直轨组件同时沿导轨作往复平移运动，使直轨组件的初始状态不影响箕斗在井筒中运行，使直轨组件往箕斗侧伸出以实现箕斗卸载，箕斗卸载完成后使直轨组件回缩至初始状态。

2.如权利要求1所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述直轨组件包括基座、导槽和滚轮，导槽刚性连接于基座的高度方向内侧，滚轮连接于基座高度方向外侧的上下两端。

3.如权利要求2所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述导轨与滚轮配套，每侧有上下两根，滚轮可沿导轨往复运动。

4.如权利要求2所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述导槽的长度大于同侧两导轨之间的距离，导槽的两端分别伸出于导轨的底面外；导槽沿高度方向为对称结构。

5.如权利要求2所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述动力装置为油缸，油缸的缸体通过水平固定于罐道安装梁上的底座以垂直于所述导槽的方向布置、活塞杆的头部有导向套，导向套的外端通过销轴铰接于所述基座上，导向套与基座的铰接位置处于上下滚轮之间。

6.如权利要求3所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述直轨组件的基座上至少连接有三个滚轮，上端一个、下端两个或者反之。

7.如权利要求2所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述导轨上对应于直轨组件的最大和最小行程处设置有位置检测装置，用于检测直轨组件的导槽位置。

8.如权利要求1所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述动力装置为气缸或者电动推杆。

9.如权利要求1所述的地下矿山竖井底卸式箕斗提升系统，其特征在于：所述箕斗为一个或两个，一个箕斗配置一个罐笼或者平衡锤作为配重，两个箕斗相互作为配重；装载点和卸载点附近均设置位置检测装置。