陳四樓煤礦南五采區(qū)煤矸分流裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：針對(duì)原南五采區(qū)一部強(qiáng)力皮帶煤矸分流裝置在運(yùn)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，重新對(duì)該煤矸分流裝置進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。根據(jù)南五采區(qū)開拓隊(duì)的出矸量計(jì)算和火成巖的分布特點(diǎn)，提出可行性設(shè)計(jì)方案。介紹了該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，并闡述了該裝置在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的效果和取得的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤矸分流；分矸；設(shè)計(jì)

在煤炭生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中，影響煤炭質(zhì)量的因素較多，比如采區(qū)巖巷掘進(jìn)出矸、煤巷斷層巖石、火成巖以及進(jìn)入煤流的鐵器等，其中鐵器可以通過(guò)除鐵器吸走，而混入煤流中的大量矸石給洗煤工作帶來(lái)困難。陳四樓煤礦屬于97年投產(chǎn)礦井，隨著生產(chǎn)年限的增長(zhǎng)，煤礦井下開采深度逐步加深，地質(zhì)構(gòu)造也隨之逐漸變差，煤炭質(zhì)量差，導(dǎo)致了運(yùn)輸成本的增加。而南五采區(qū)的巖巷出矸和煤巷火成巖數(shù)量眾多導(dǎo)致的煤質(zhì)問(wèn)題成為該采區(qū)的首要問(wèn)題。大量巖石渣塊經(jīng)皮帶運(yùn)出，不僅污染煤流，還給煤質(zhì)管理帶來(lái)很大麻煩。為了避免矸石污染煤流，保證煤流的純潔度，我礦工程技術(shù)人員在煤矸進(jìn)入煤倉(cāng)之前的分流工作中增加新煤矸分流裝置，將采區(qū)的矸石和煤炭分離出來(lái)。

1 存在問(wèn)題

1.1 舊煤矸分流裝置使用一塊斜向安裝在強(qiáng)力皮帶上方的厚橡膠刮板來(lái)刮掉強(qiáng)力皮帶上的矸石，當(dāng)厚橡膠刮板與強(qiáng)力皮帶接觸后，橡膠刮板會(huì)對(duì)強(qiáng)力皮帶造成破壞性損傷，極大程度上影響了強(qiáng)力皮帶的使用周期，增加了煤礦的生產(chǎn)成本。

1.2 原煤矸分流裝置把矸石從皮帶上刮掉，然后用刮板輸送機(jī)把矸石運(yùn)送至礦車內(nèi)，若礦車不能及時(shí)跟進(jìn)，會(huì)導(dǎo)致矸石堆積在刮板輸送機(jī)上，強(qiáng)力皮帶也被迫停止運(yùn)轉(zhuǎn)，強(qiáng)力皮帶停止后無(wú)法滿足區(qū)隊(duì)正常出矸要求，影響了主煤流的正常運(yùn)行，造成整個(gè)南五采區(qū)無(wú)法出矸。

1.3 原煤矸分流使用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸矸石，一人操作刮板機(jī)，一人在落矸點(diǎn)清理撒下的矸石，兩人必須同時(shí)進(jìn)行分矸工作，不僅增加了分矸工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，還造成了相應(yīng)人力成本的增加。此外，因刮板輸送機(jī)運(yùn)輸矸石時(shí)也使用刮板刮運(yùn)矸石，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)的刮板和鏈條磨損非常嚴(yán)重，增加配件費(fèi)用，加大運(yùn)輸成本。

1.4 在使用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸矸石過(guò)程中，刮板鏈條很容易出現(xiàn)卡矸、跳矸等現(xiàn)象，這種不安全因素嚴(yán)重威脅著現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全。

1.5 我礦南五采區(qū)地質(zhì)情況惡劣，掘進(jìn)巷道面經(jīng)常出現(xiàn)大片火成巖，而開拓隊(duì)也使用皮帶機(jī)出矸，導(dǎo)致原煤矸分流裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)階段南五采區(qū)煤矸分流的需要，重新設(shè)計(jì)新的煤矸分流裝置來(lái)滿足南五采區(qū)不斷增長(zhǎng)的分矸工作成為亟需解決的難題。

2 設(shè)計(jì)方案

針對(duì)南五采區(qū)原煤矸分流裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)該采區(qū)特殊的地質(zhì)狀況，南五采區(qū)的火成巖分布相對(duì)集中和開拓隊(duì)出矸時(shí)間相對(duì)固定等特點(diǎn)，我礦專業(yè)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際，制定一套新的煤矸分流裝置來(lái)適應(yīng)南五采區(qū)的惡劣地質(zhì)條件。

新煤矸分流裝置包括：QBZ-80起動(dòng)器、機(jī)尾小車、液壓推桿油缸、電機(jī)、皮帶機(jī)等，矸石倉(cāng)的位置在皮帶機(jī)頭方向30米處。新煤矸分流裝置拋棄了原煤矸分流方法，通過(guò)轉(zhuǎn)載皮帶將強(qiáng)力皮帶上的矸石運(yùn)送至矸石倉(cāng)內(nèi)，期間只使用皮帶進(jìn)行運(yùn)輸，避免了矸石與機(jī)械的硬性摩擦。

轉(zhuǎn)載皮帶設(shè)計(jì)：現(xiàn)階段南五采區(qū)只有開拓五隊(duì)使用皮帶機(jī)出矸，一班進(jìn)尺1.6米巷道，1.6米巷道矸石量為25方，使用4個(gè)小時(shí)出完，平均每小時(shí)出6.25方。新煤矸分流裝置鋪設(shè)長(zhǎng)20米寬800mm的皮帶機(jī)，采用37kw電動(dòng)滾筒作為驅(qū)動(dòng)，有效保證了南五采區(qū)500噸/小時(shí)的運(yùn)輸能力。該轉(zhuǎn)載皮帶通過(guò)安裝在機(jī)尾液壓油缸的伸縮來(lái)延伸電滾筒皮帶機(jī)與強(qiáng)力皮帶機(jī)搭接。當(dāng)集中出矸石時(shí)，使用液壓油缸將電滾筒皮帶機(jī)尾小車延伸至強(qiáng)力皮帶落煤點(diǎn)處，矸石落在電滾筒皮帶機(jī)上，再經(jīng)電滾筒皮帶機(jī)運(yùn)至矸石倉(cāng)內(nèi)，當(dāng)集中出煤時(shí)，油缸收縮將電滾筒機(jī)尾小車收回，主煤流裝置又可保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此煤矸分流裝置與主煤流裝置分開運(yùn)作，互不影響。既提高了煤矸分流的效率，又保護(hù)強(qiáng)力皮帶使之免于受到傷害。

3 技術(shù)特點(diǎn)

3.1 采用帶式轉(zhuǎn)載裝置，不影響主煤流運(yùn)行。

3.2 新煤矸分流避免矸石與強(qiáng)力皮帶接觸，可有效保護(hù)皮帶不被刮傷。

3.3 采用動(dòng)態(tài)分流，解決了矸石堆積影響出矸的問(wèn)題。

4 經(jīng)濟(jì)效益

原煤矸分流裝置使用刮板刮掉皮帶上的矸石，造成強(qiáng)力皮帶表面損傷。更換前，南五一部強(qiáng)力皮帶長(zhǎng)790米，單價(jià)為1千元/米，總價(jià)79萬(wàn)元，預(yù)計(jì)更換周期為3年，平均每月?lián)p耗2.19萬(wàn)元。更換煤矸分流裝置后，新裝置不再對(duì)強(qiáng)力皮帶造成傷害，其使用年限可延長(zhǎng)至5年，初步估計(jì)可節(jié)約損耗費(fèi)21.13萬(wàn)元。

4.1 由于矸石倉(cāng)具有存儲(chǔ)矸石的功能，因而新的煤矸分流裝置可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行分矸工作，從根本上杜絕了堆矸現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)減少處理堆矸事故的時(shí)間，節(jié)約時(shí)間成本，提高了礦井的生產(chǎn)效率。

4.2 新煤矸分流裝置的應(yīng)用，節(jié)省了工人的勞動(dòng)力。原煤矸分流需要兩名工作人員在分矸處同時(shí)進(jìn)行清矸工作，出矸量較大時(shí)，則需要三人同時(shí)清矸。采用新煤矸分流裝置后，只需一人操作電滾筒皮帶機(jī)開關(guān)便可獨(dú)立完成分矸工作。此設(shè)備減少了人力投資，有效降低人員傷亡率，確保了清矸人員的人身安全。

4.3 新運(yùn)用的煤矸分流裝置較原煤矸分流裝置不僅提高了分矸效率，而且新設(shè)計(jì)的煤矸分流裝置各項(xiàng)參數(shù)均超出現(xiàn)分矸量標(biāo)準(zhǔn)，為以后南五采區(qū)的持續(xù)開拓掘進(jìn)巷道打好基礎(chǔ)。

4.4 經(jīng)過(guò)5個(gè)月以來(lái)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，新煤矸分流裝置運(yùn)行穩(wěn)定，性能可靠，有效確保了南五采區(qū)的煤炭運(yùn)輸質(zhì)量。連續(xù)運(yùn)行以來(lái)，平均每月多生產(chǎn)原煤2400噸，創(chuàng)造綜合效益120萬(wàn)元，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

新煤矸分流裝置在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，運(yùn)轉(zhuǎn)效果完全符合設(shè)計(jì)要求。既保證了未來(lái)南五復(fù)雜地質(zhì)條件的分矸需要，又確保在不損傷皮帶的前提下進(jìn)行皮帶分矸工作。新煤矸分流裝置應(yīng)用后，南五采區(qū)強(qiáng)力皮帶再未發(fā)生因堆矸而影響生產(chǎn)進(jìn)度的事件。此外，新采用的煤矸分流裝置對(duì)本礦其他采區(qū)的煤矸分流提供了值得借鑒的參考方案。

參考文獻(xiàn)

[1]王冠宇.大傾角煤矸分流系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2009（18）.

[2]徐星華.車集煤礦煤矸分流與獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[C].創(chuàng)新發(fā)展-河南省第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選集，2010（3）.

[3]杜貽晶、封娜.普掘巷道連續(xù)排矸技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2011（18）.

作者簡(jiǎn)介：王叢金（1988-），男，河南夏邑人，助理工程師，2010年畢業(yè)于河南理工大學(xué)，現(xiàn)在機(jī)電科從事機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)工作。