某煤礦地面排矸系統設計改造與應用策略分析

鮑文政

（淮北礦業集團朱仙莊煤礦，安徽宿州 234000）

某煤礦地面排矸系統設計改造與應用策略分析

鮑文政

（淮北礦業集團朱仙莊煤礦，安徽宿州 234000）

本文以某煤礦為研究案例，簡要介紹該煤礦地面排矸系統應用情況，針對問題提出設計改造及相關技術方案，并對改造前后的地面排矸系統進行分析與比較，探討地面排矸系統設計改造及應用的實際效果。經改造與應用后發現，該煤礦地面排矸系統設計改造使得其排矸能力得到顯著增加，并且簡化了排矸生產管理，改善了生產環境，減輕了勞動力強度，提升了地面排矸系統的排矸效率，為煤礦創造出良好的經濟效益和社會效益。

煤礦企業；地面排矸系統；設計改造

1 某煤礦地面排矸系統應用情況概述

某煤礦隸屬于安徽省，煤礦在1983年開工建設，設計生產能力約為1.2mt/a，該煤礦地面排矸系統應用的是高位翻車系統和裝載車配合運輸矸石。該地面排矸系統是整個礦井在早期建設時期應用的系統，主要的工作流程是將從風井中提升出來的矸石由電機車牽引運輸至高位翻車系統中，然后由這個翻車機房中的調度絞車將矸石礦車提升到翻車機中進行卸載處理，接著由裝載車將卸載下來的矸石運輸至矸石場地排放。該煤礦地面排矸系統的應用存在一定的缺陷，并且整個操作工序十分繁瑣，加上受到多方面不安全因素的影響，使得整個系統在人力資源配置方面較為薄弱。此外，隨著國家對礦井矸石的利用率不斷增加以及環保理念的加強，傳統的排矸系統逐漸難以滿足當前煤礦在排矸方面的需求。為此，對原本的地面排矸系統進行技術改造與優化，使其在經濟性、技術性及安全性等方面均得到大幅度提升。

2 煤礦地面排矸系統設計改造方案分析

在設計與改造原本的地面排矸系統時，通過采用已經完成安裝的翻車機調整與優化地面運輸的線路，對風井運輸原矸石的線路與方向進行改變，也就是在翻車機下口安裝1臺帶式輸送機，這樣就能直接將翻車機中的矸石運輸至矸石場地進行排放處理，最后就可以采用鏟車推平矸石堆或由貨車運輸留作他用［1］。

2.1 帶式輸送機的設計與安裝

將1臺具有伸縮功能的帶式輸送機安裝在矸石場地和永久翻車機下的地道之間，該帶式輸送機的整個機身長達350m，取代原來的提升機牽引的翻矸車卸載方案。帶式輸送機的主要優勢在于能夠依據機頭卸載情況以及矸石場地的承受范圍對皮帶機進行自由延長，進而大大降低鏟車在矸石運轉方面的工作量。

在下地道時，永久翻車機的坡度為15°，長度達45m左右。根據矸石物料的特征和井下巷道皮帶輸送的特征，最終調整帶式輸送機尾部的傾斜角度為12°，也就是抬高皮帶機尾部2.5m，這樣能有效緩解物料輸送時皮帶的下滑力，有效防止運輸過程中物料下滑導致出現堆積現象。

2.2 永久翻車機調車系統設計改造

由于風井的矸石重車與永久翻車機之間的線路軌道屬于雙軌線路，如果通過電機車將矸石重車抵向推車系統，那么就會導致出現電機車的交替抵車現象，對風井矸石運輸產生一定的影響［2］。此外，在抵車時由于電機車需要反復經過路口，不僅抵車效率不高，而且會埋下安全隱患。所以，需要調整風井至翻車機軌道，使之具有安全的自溜坡度，這就能使得在這條軌道上安全可靠地將矸石車運輸到推車系統。

3 煤礦地面排矸系統改前后性能比較分析

3.1 大大簡化了工作程序，提升了系統安全性

對于高位翻車系統的排矸性能，其需要通過調度絞車提升矸石礦車至翻車機中進行矸石卸載處理。因排矸工作具有連續性，因而需要絞車對礦車進行反復下放與提升，這就難以將斜坡安全防護工作做到位，加上遇到雨雪天氣時車輛運輸危險性增加。而采用永久翻車機排矸，取消調度絞車在翻車機調車系統中有所使用，并且每次能推9輛左右礦車，由于拉運是水平的，所以翻車機只需要和推車系統進行配合，并不需要借助繁瑣的人工摘掛鉤和絞車提升操作［3］。此外，由于帶式輸送機在翻車機下進行個矸石堆放，并不需要使用裝載車進行矸石運輸，大大簡化了排矸系統的工作流程，提升了系統運行的安全性。

3.2 大大提升了系統的排矸能力

經改造之后，由于永久翻車機屬于一種免摘鉤電動式的，其翻車的次數能達到1次/min，生產率能達到近180t/h。經過實際計算發現，每天能夠翻車達到1 200輛，翻矸達到3 600t，原來的每日風井提升絞車可提供礦車為300～350車，每輛車矸石規定載重在3t左右，依據風井每日提升的矸石最大數量來計算，每日風井在矸石的提升重量最大能達近3 600t。從這一點能夠看出，該系統下永久翻車機的翻矸量明顯高出風井的提矸量。所以，該翻矸系統在改造與優化之后不但充分滿足了風井的提矸工作需求，而且大大提升了新系統的排矸效果［4］。

3.3 提升了排矸系統的效率，降低了勞動力強度

在使用原來的高位翻車系統時，如果未能進行及時有效的電機車抵車，則高位翻車機在給矸石礦車進行掛鉤操作時，依然需要通過人為操作推動礦車至調度絞車鉤頭的部位進行掛車，這樣就導致勞動強度增加，并且翻矸效率不高［5］。而采用永久翻車機翻矸系統時，并不需要借助人工操作對礦車進行推動，加上可以連續進行翻矸，所以生產效率大大提升，勞動強度也有效降了下來。

4 煤礦地面排矸系統設計改造及應用的實際效果

該煤礦地面排矸系統經設計改造之后，于2016年7月10日投入排矸試運行，在使用的早期階段，帶式輸送機存在一定的跑偏問題，經過調整與處理之后皮帶跑偏現象得到徹底改善，并且在皮帶機的尾部安裝了一條長度達到3m的擋板，有效防止了皮帶尾部撒料的問題［6］。同時，在矸石車輛運輸、翻矸、調度及堆料等不同的崗位設置相應的工作人員，能充分滿足排矸的各項需求。現階段的井下生產能力調研顯示，該系統每日能提升矸石車輛大約為400，綜合車輛設置與運行線路應用情況發現，新系統大大提升了排矸效率，并且取得了顯著的經濟效益和社會效益。

5 結語

文中原有的煤礦地面排矸系統運行時不僅需要耗費大量的人力、物力，而且排矸系統性能不佳，排矸效率較低，對煤礦的安全生產與可持續發展都有不良影響。而經過改造設計及應用之后，不僅充分滿足了煤礦安全生產要求，而且大大簡化了煤礦的生產管理，降低了工人勞動強度，達到改善煤礦生產環境、提高排矸作業效率的目的，為礦井高產高效建設奠定了基礎，取得了良好的經濟和社會效益。

［1］劉小瓊，陳晨.礦井綜合排矸系統改造可行性研究［J］.采礦技術，2015（1）：35-36，46.

［2］邢成國，許建寧，李寶.煤礦井下重介淺槽排矸系統設計與應用［J］.選煤技術，2011（5）：51-54.

［3］王博，楊江波，朱坤明，等.趙家寨煤礦地面排矸系統改造研究［J］.科技與企業，2011（16）：166.

［4］韓亮，費存建，范金龍.王家塔煤礦半連續排矸運輸系統設計改造［J］.煤炭工程，2013（12）：9-11.

［5］李曉棟，張先超，薛紅軍，等.煤礦地面排矸系統的改造與實施［J］.礦山機械，2013（7）：149-150.

［6］宋榮華.煤礦排矸場環境風險評價方法研究與探討［J］.煤炭工程，2015（6）：34-36，39.

Analysis of Coal Mine Ground Gangue System Transformation and Application Strategy

Bao Wenzheng

（Zhuxianzhuang Coal Mine of Huaibei Mining Group，Suzhou Anhui 234000）

A coal mine as a case study,this paper introduced the application of coal mine ground platoon lane sys?tem,and then put forward the design and relevant technology solutions to solve the problem,and before and after the modification of ground rock system were analyzed and compared,to discuss the actual effect of design and applica?tion of the system transformation of gangue ground.The transformation and application showed that the coal gangue ground system transformation made the increased capacity of the gangue,and the gangue production management was simplified,improved the production environment,reduced labor intensity,improved the efficiency of gangue gangue ground system,to create a good social and economic benefits for coal mine.

coal enterprises；ground gangue system；design and modification

TD822

A

1003-5168（2017）02-0099-02

2017-01-11

鮑文政（1969-），男，工程師，研究方向：礦山機械。