立井開拓礦井供拌料系統的優化探索

劉國棟 朱 超 鄭文昊

（兗州煤業股份有限公司濟寧三號煤礦，山東 濟寧 272169）

隨著現代化大型礦井的不斷出現，礦井噴漿鋪底用量逐漸增大，特別是近年來重型無軌膠輪車逐漸推廣應用于礦井工作面安撤運輸過程，對礦井的巷道噴漿鋪底要求逐漸提高，原有的混凝土噴漿供料及攪拌方式已不能滿足礦井的運輸需求。

1 概述

濟寧三號煤礦為設計年產500萬t的特大型現代化立井煤礦，礦井于2000年12月28日正式投產，現核定生產能力650萬t/a，采用立井開拓方式，在國內立井中最早使用井下無軌膠輪車運輸，應用具有自主知識產權的兗礦綜采放頂煤核心技術。自建礦以來，礦井運輸方式采用有軌與無軌并存的輔助運輸系統，運輸巷道采用錨噴支護方式。軌道采用30kg/m和24kg/m鋼軌，軌距900mm，無軌系統采用多種車型的無軌膠輪車運輸，實現了材料、設備的直達運輸，提高了運輸效率，其在工作面設備安撤中充分發揮了安全快速的優勢。如圖1所示。

圖1 濟三煤礦輔助運輸簡圖

2 供料系統的設計、應用

濟三煤礦每年的工作面安裝在3～4個，工作面鋪底長度在1800～2300m不等，鋪底硬化時間在1個月左右，保證了工作面安裝任務的有序進行。隨著礦井的不斷開拓延伸，工作面運輸線路鋪底的距離逐漸增長，工作面的設備逐漸增多，路面質量等級也逐步提高。原有的利用軌道運輸人工拌料方式已無法滿足礦井的建設需求，為從根本上解決運輸線路鋪底和巷道噴漿材料供應，結合礦井主要采區集中在礦井西部，在礦井西部五采區建立攪拌站，利用現有的軌道運輸系統用底卸式礦車運輸砂石至料倉，在攪拌站和水泥混合進行攪拌后放至膠輪車，由膠輪車運至施工現場。

2.1 膠輪車運輸

礦井膠輪車運輸灰料的主要車型為WC3J(A)輕型防爆膠輪車和WC8E型多用途車。WC3J(A)輕型防爆膠輪車額定載重3t，車廂舉升高度1.4m，舉升角度35°，對運行線路底板要求較高，廣泛應用于井下支護材料、小型設備、散裝物料的運輸。該車外型尺寸滿足車輛直接進出罐籠的要求，可實現井上下的直達運輸。雖然該車型可以井上下直達運輸，但如果車輛從地面通過副井下井后再運至施工地點，由于車輛數量多，車輛排隊上下時間較長，且影響副井提升其他物料。WC8E型多用途車具有快速翻料自卸功能，額定載重8t,爬坡能力12°，車廂容積可達4.5m3，對車輛運輸巷道底板要求較低，但受到車輛尺寸限制，無法直接上下井。為提高車輛運輸效率，在井下施工砂石料倉，保障了供料的連續性。

2.2 軌道運輸

礦井井底車場為便于無軌膠輪車運行，所有軌道均為埋入式，供料軌道運輸設備有MDC1.7-9型底卸式礦車、MDG1.7-9型水泥車及CTY8/9G防爆特殊型蓄電池電機車。其中MDC1.7-9型底卸式礦車根據副井提升要求進行調整，長2.1m，寬1.2m，高1.5m，有效容積約1.36m3，軸距650mm，牽引高度360mm，最大載重2300kg，車體帶有杠桿式控制手柄,手柄末端上方可插定位銷，控制手柄的起落，從而控制礦車底卸擋板的開閉。通過副井雙罐下井后經電機車運輸進入西回軌道系統，用JKB-2×1.5防爆液壓提升機進行串車提升作業。為提高車輛運輸效率，保障供料的連續性，在西輔西回第二聯絡巷由南向北施工三個料倉，分為水泥倉（53.7m3）、沙倉（54.8m3）、混合料倉（56.6m3），現場配套設施包括氣動阻車器、FG-900-1.5型翻車機和除塵風機。卸料時和混合料采用人工開啟礦車手柄放料方式，水泥采用翻車機進行卸料。為防止料倉內進入異物雜料和人員安全，在砂倉和混料倉上口加裝篦子和蓋板，在水泥倉上口加裝篦子護欄，并用鋼板包圍用于除塵風機抽排揚塵。

2.3 攪拌站設置

煤礦原有的拌料方式是利用車輛將砂料和袋裝水泥運至施工現場，人工破袋攪拌，該方式效率低，攪拌質量不能保證。為此礦井料倉下口設置封閉攪拌站，料倉倉口正下方分別對應一部螺旋輸送機和兩部供料器，通過螺旋輸送機和皮帶將灰料運到攪拌機內。攪拌機為JS1500型攪拌機，所有開關按鈕集中控制，便于崗位人員操作。在螺旋輸送機和供料器上裝有定量裝置，可調節物料配比，經過攪拌機充分攪拌，攪拌均勻后放料人員開啟攪拌機下料口的氣動閘門，將拌好的料漏入膠輪車料斗內，發由膠輪車運至施工地點。根據膠輪車所需的料類的不同，開啟不同料倉閘門，通過供料器、皮帶、螺旋輸送機將料運至攪拌機進行攪拌，從而得到所需的物料。操作流程如圖2所示。

圖2 攪拌站拌料操作流程

3 攪拌系統完善優化

3.1 完善攪拌站降塵系統，凈化作業環境

為減少攪拌機落料期間產生揚塵，在攪拌機放料閘門處安裝環形噴霧，在攪拌站外側下風口安裝全斷面噴霧，在放料結束后，攪拌站操作人開啟閘門噴霧可將車廂內物料表面進行濕潤降塵，并配合司機蓋上防塵罩后運輸。由于攪拌采用干式攪拌，在攪拌機上料部分產生少量粉塵，為有效阻斷粉塵進入運輸線路，在攪拌站兩側安裝降塵噴霧。如采用人工開關閥門，操作環節多，實際效果難以保證，為此該礦采用在攪拌站加裝自動降塵系統，通過電控箱和電控閥與降塵噴霧管路連接，當攪拌機皮帶啟動時同時啟動降塵系統，其控制箱控制電磁閥使其開啟降塵噴霧，皮帶停止運行后降塵系統設置的1min關閉延時，有效減少揚塵進入運輸巷道。

3.2 改進機具設備，提高鋪底質量和效率

輔順鋪底原有的施工方式為車輛運輸至施工現場后，人工加水攪拌，拌勻后用锨攪至底板再人工磨平，效率較低且質量不能保證。為此礦井在集中鋪底地段安設JZC/320型混凝土攪拌機，在現場進行加水攪拌熟料并隨鋪隨走。平巷抹面時采用風動振動尺或風動抹面機進行集中抹面，在坡度大于6°路段壓設防滑條紋，提高了鋪底效率和質量，保證了施工進度。

3.3 發展方向

經過多年的運行發現，攪拌站的選址和翻料方式對供料拌料的效率日漸重要。如在井底車場附近設置料倉，可減少斜巷運輸環節，提高車輛周轉率。底卸式礦車漏料速度慢，如遇到砂料潮濕等情況更不易漏，且與普通廂式礦車配件不通用造成維護成本高，應盡量選用普通廂式車廂，并采用翻車機進行翻車，可減少車輛損壞，提高卸料效率，并可實現裝矸石車和料車通用互換。為減少水泥揚塵，結合地面水泥罐車輸送原理可對輕型膠輪車進行改造，車廂改為罐車，利用車載動力將水泥壓入水泥倉，并將水泥倉上口封閉。根據濟三煤礦現有的使用量，每班2～3車即可滿足，既做到了清潔生產又提高了運輸效率。

4 結 論

在井下進行集中拌料后，降低了工人勞動強度，提高了勞動生產效率，改善了井下鋪底噴漿現場的作業環境，保證了混凝土配比質量，消除了噴漿鋪底材料分散儲存造成的不必要浪費，實現了拌料機械化和連續化。