優化井下運輸系統對礦井效益改進研究

杜學武

陜西陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司,陜西榆林 719300

優化井下運輸系統對礦井效益改進研究

杜學武

陜西陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司,陜西榆林 719300

通過切實可行的方法對井下運輸系統加以優化，既可實現礦井的生產的平衡和設備節能，又可以對礦井檢修、煤矸分運和煤質的提高等提供保障。因此，在確保井下安全生產的前提下，如何有效地優化井下運輸系統以期實現礦井經濟效益不斷提高的目標，顯得尤為重要。

井下運輸系統；礦井效益；優化

隨著礦井生產的開展和深化，井下具備兩條主運輸系統已司空見慣。不過，由于存在運輸系統設計不規范，生產管理方法落后，后期產能提升等因素的影響，礦井在日常生產中往往出現一邊的系統超負荷運轉，使得該線路開停不斷，事故頻繁，而另一條系統卻長期閑置，難以發揮應有的作用。一旦此臺膠帶輸送機發生故障，運轉不靈，容易導致礦井停產，而另一條運輸系統卻于事無補。還有，當采面遇過斷層或掘進頭施工于半煤巖巷時沒有相應的措施保障，煤矸混運造成煤質下降，嚴重影響企業的經濟效益，有可能形成煤炭積壓銷售不暢。因此，運輸系統存在的問題可能阻礙煤炭生產的順利開展。因此對原有井下主運輸系統進行改進，提高礦井的經濟效益勢在必行。下面以陜西陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司的A礦井為例，就如何優化井下運輸系統以及礦井效益的改進作討論。

1 優化運輸系統的方法

1.1 加裝調煤膠帶機溝通兩條運輸系統

A礦井生產高峰時，由于各采面都爭著出煤，膠帶機難免出現超載，這樣運輸過程中撒煤現象也就隨處可見。由于井下的兩條運輸系統沒有對接，根本無法實現相互之間的運量調節，以至經常出現主運系統超載運行而主斜井系統空置的反常現象。所以，根據生產形勢的不斷變化，A礦井針對生產運輸中的種種難題，為了緩解主運系統的運輸壓力，較少主斜井欠載的現象，該單位通過加裝一臺機長78m，帶寬1.4m的膠帶機作為調煤膠帶機，在兩運輸系統之間互動調節。

同時，在東側的膠帶機與調煤膠帶機的交岔處，通過加裝兩套分煤裝置，立刻實現將部分東側的煤調到西側的運輸系統的目的。而針對可能出現的西側煤量大而東側小的問題，采取在西側集中巷往東開一條巷道，再添加一條長145m的膠帶機，把西側開采區的煤調往主運系統。該單位對運輸系統于2009年2月完成優化，時至今日運轉效果非常理想。優化之后，A礦調度室根據運輸系統運轉情況，指示井下膠帶司機操作調煤裝置，將煤東調或西調，從而避免運輸系統各自為政而影響生產的問題，單單這項改進，年創經濟效益超過千萬元，并且降低了膠帶機開停次數，避免了灑煤現象，減少了機電事故的發生。

1.2 因地制宜地進行所需卸煤裝置設置

A礦井已有的膠帶機卸煤一般在其端部或在其機身長度范圍內的某處，通過各式卸料裝置實現運輸系統的物流方向控制。在此，根據A礦井的實際情況，對其加以改進，完成了對卸煤量(全部或部分)的控制。其中手動可調分煤器主要是分煤板、手動繞放繩機構、繩輪及鋼繩等部分組成。手動可調分煤器的工作原理是：當逆時針轉動繞放繩機構時，分煤板由左轉到右，煤流沿主運輸上部膠帶進入主運運輸系統。反之，煤流則通過轉載膠帶機進入主斜井運輸系統。若分煤板在左、右之間，則將煤流分成兩股，分別流入兩條運輸系統。分煤量的大小由分煤板的位置來確定。為確保分煤安全流暢，此處加裝了膠帶機的堆煤保護及緊停按鈕。自制的電動卸煤裝器主要是卸煤犁頭、電動推桿、行程開關、機架、轉軸、防爆行程開關、操作按鈕等部分組成。當司機按升起按鈕時，電動推桿帶動犁頭升起，在5s內收縮至上行程位，按下降按鈕時，電動推桿帶動犁頭落下，實現煤炭調運。

1.3 優化皮帶運輸集中監控系統

皮帶運輸線容易發生許多事故，諸如煤塵爆炸、漏煤眼著火、皮帶著火、浮煤著火、液力耦合器爆炸、電纜著火等。而這些事故大多由于監控系統發生故障造成的，因此對A礦井的皮帶運輸集中監控系統進行優化。首先，是井下運輸系統的連鎖控制、延線急停、通訊、遠程監視。在局域網上監視井下設備工作狀態，通過工業控制計算機實現井下設備地面監測、監控，有詳細準確的故障檢測及顯示；其次，是皮帶保護有《煤礦安全規程》《煤礦安全質量標準化標準》要求的：欠壓保護、過流保護、堆煤保護、防滑保護、防跑偏保護、煙霧保護、輸送帶張緊力下降保護、防撕裂保護、制動裝置、斷帶保護；再次，是溫度保護、防火(超溫自動灑水)、防塵灑水裝置。對環境溫度、電機軸承溫度、滾筒溫度、減速機溫度進行監控。在轉載點安裝降塵電磁閥，自動控制開機開水、停機停水，做到不起塵。在機頭、機尾、拉緊裝置處設有煙霧、溫度控制的防火系統，如溫度超過規定值或有煙霧.直接控制自動灑水，起到防火作用；最后，是電流監測，對電機進行電流監測，避免因過負荷造成事故。

總之，煤礦皮帶機集中監控系統運行安全可靠與否直接影響礦井的經濟效益。為提高系統的安全性和可靠性，優化系統的綜合保護和集中監控是非常必要的。

2 優化井下運輸系統的優點及經濟效益

2.1 優化井下運輸系統的對比

對A礦井的運輸系統進行改造之后，井下運輸系統從工作面到地面形成了一條龍連續運輸，其實際的運輸能力達到4 500t/h。在提高礦井綜采工作面高產、高效的基礎上，運輸能力達到了2 000萬t/年。這一模式提高了礦井抗風險能力和對市場的適應能力，礦井高產高效建設的目標得以實現。與此同時，由于完成與后續運輸系統的合理對接，避免運輸中轉系統的停頓導致的運輸設備頻繁開停，減少生產設備損壞，保護礦井供電網絡安全，進一步提高了運輸系統發展的可持續性，其中機電事故率從原先的1.5%下降低到如今的0.3%左右，而且設備維修費由下降到現在的21.3萬元，至于全員效率大大提升，礦井輔助運輸費用在噸煤成本中所占比例明顯降低，僅為2～2.5元，是其他輔助運輸方式費用的1/5。另外，無軌膠輪車的使用，使公司各主要礦井綜采工作面搬家倒面速度由傳統的30d左右縮短到10d左右，基本達到了國外搬家倒面少減產和不減產的水平。同時，無軌膠輪車的使用，促進了礦井的大工作面開采，各項指標都有大幅度的提升。

2.2 優化井下運輸系統的經濟效益

A礦井運輸系統的成功改造，為該礦高產高效礦井建設提供了可靠的保障，體現了礦井井下運輸系統改造的重要性。具體表現在：

1）進一步縮短運輸路線，精簡運輸流程，使得盤區生產系統的綜合能力顯著加強；

2）規避上下斜井運輸過程中的安全風險，使得礦井運輸安全系數明顯改善，確保運輸安全的實現；

3）降低對絞車、鋼絲繩、鋼軌等輔助運輸設備、設施的投入資本，節約輔助運輸設備的大量維修費用，優化后經濟效益得以體現；

4）化解因盤區生產線路過長、軌道運輸超載而產生的運輸矛盾，使得盤區運輸效率大幅提升；

5）縮短了避災路線，在應急情況下，有利于員工的安全撤離；

6）拓寬軌道石門之后，促使運輸過程成為近水平運輸，這樣通過在盤曲投入、引進新型窄軌畜電池電機車，可以更加便于作業人員出入工作現場，降低作業人員不必要的體能消耗。

3 結論

井下運輸系統的能力是反映礦井經濟效益的重要指標之一。其運輸系統相對落后，因而可以因地制宜，加以優化和改造，提升礦井的綜合生產能力。通過優化井下運輸系統，實現生產設備的合理配置，可以很大程度上降低運輸成本，為建設高產高效礦井奠定堅實的基礎。

[1]徐永圻.煤礦開采學[M].徐州：中國礦業大學出版社， 1995.

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[3]周霖.簡化礦井輔助運輸系統的技術研究[J].同煤科技， 2009(4).

TD8

A

1674-6708（2010）24-0091-02

杜學武，機電工程師，研究方向：機電