王坡矿井辅助运输系统改造设计

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欢迎访问e展厅 展厅 11 矿山机械展厅 给煤机, 采煤机, 除铁器, 浮选机/风选机, 磁选机, ... 摘要：针对王坡矿井目前辅助运输系统存在的运量不足、无法运人的问题，结合矿井的实际条件，设计将王坡矿井井下辅助运输改造为无轨胶轮车运输，并进行了设备选型，其设计对类似矿井辅助运输方式的选择具有一定的参考价值。 关键词：矿井；辅助运输；无轨胶轮车 王坡矿井位于山西省晋城市郊区。矿井没计牛产能力为150万t／a，采用斜井外拓，矿井工业场地内布置有主斜井和副斜井， 主斜井长度1131 ，倾角17°，装备一部带宽l200mm的DX钢绳芯强力带式输送机，担负全矿井煤炭提升任务；副斜井长度606m，倾角23°，采用双钩提升，担负矿井全部辅助提升任务，上寺头回风立井回风。 王坡矿井沿3号煤层倾斜方向分煤层布置集中胶带输送机运输大巷、集中辅助运输大巷、集中回风大巷，沿大巷两翼布置工作面开拓全井田。集中辅助运输巷沿3号煤层底板布置，净宽45~mm，净高32~mm， 以矩形断面、锚网喷支护为主，部分地质构造复杂地段采用半圆拱形、砌碹支护，全长6400m，倾角0°～10°，一般不大于8°，井筒内铺设30kg／m单轨，巷道内布置消防洒水管及照明电缆。集中胶带输送机运输大巷也沿煤层底板布置，集中回风大巷沿煤层顶板布置。 王坡矿井井下煤炭采用胶带输送机运输，辅助运输方式为绞车与无极绳连续牵引车联合运输。在副斜井井底设置一台55kW 绞车，将材料、设备等沿集中辅助运输巷下放至一采区辅助运输巷口处，在一采区辅助运输巷口处设置SQ—l20oc型无极绳连续牵引车。由无极绳连续牵引车将材料、设备等运至工作面顺槽与集中辅助运输巷开口处，在工作面顺槽设置小绞车，由小绞车接力运输，将材料、设备等运至工作面所需地点。 2 辅助运输系统存在的问题 2．1 材料、设备的运输 由于辅助运输采用无极绳连续牵引车与绞车联合运输，井下倒运较多，材料、设备等经55kW 绞车、无极绳连续牵引车、工作面顺槽的1～5部绞车，运至工作面所需地点。倒运过程中，不断倒换牵引绞车，操作工作量大、安全性差。另外，现集中辅助运输巷的运输距离为2600m，后期最远为6400m，需多部无极绳连续牵引车及绞车倒运，运输时间长，运量无法满足生产需要。 2．2 人员运输 矿井大巷沿煤层布置，坡度较小，一般不大于8°、最大高差为300m、最大长度为6400m，根据《煤矿安全规程》第三百五十八条规定： “长度超过1．5km的主要运输平巷，上下班时应采用机械运送人员”，第三百六十五条规定：“人员上下的主要倾斜井巷，垂深超过50m时，应采用机械运送人员”。因此，王坡矿井集中辅助运输巷应采用机械运送人员。而现有的无极绳连续牵引车运人问题无法解决。 综上，必须对王坡矿井的辅助运输系统进行改造。 3 辅助运输系统改造方案的选择 辅助运输具有多样性、复杂性和运输的不均衡性，因此，选择合适的辅助运输方式尤为重要。本矿井3号煤层比较平缓，煤层倾角为4～l0°，一般小于8°；井下主要巷道均沿煤层布置，巷道随着煤层的变化有一定的起伏。集中辅助运输巷倾角一般在6°以下，局部地段8°左右，通过局部拉底改造，可使集中辅助运输巷倾角控制在8°以下；本矿井小断层及陷落柱较多，工作面搬家次数多；巷道掘进主要以煤巷综掘为主，掘进速度快、用料少、岩巷工程量小、矸石极少；井田范围较大，工作面走向长度及大巷长度较长。针对本矿井的这些特点，要求井下辅助运输方式应满足下列条件：① 应适应井下巷道的起伏变化；② 能满足辅助材料、人员、设备长距离直达运输；③ 满足综采工作面快速搬家的需要；④适应煤层顶底板条件；⑤运输的中间环节少，运输效率高。系统安全可靠。 针对上述要求，可供选择的辅助运输方式有无轨胶轮车、单轨吊、内燃机齿轨车及无极绳连续牵引车。 内燃机齿轨车运输方式的优点是载重量大、运距长，能够连续运输。其缺点是爬坡能力差；巷道内需铺设轨道。机动灵活性差；运输环节多，占用人员多，效率低；齿条易损，故障率高，设备维修、维护工作量大。 无极绳连续牵引车运输方式的主要优点是绳牵引爬坡能力强；其缺点是运输距离短(最长一般不超过2km)。不能实现长距离运输，如果巷道长，需设置多台设备接力运输；巷道内需铺设轨道，机动灵活性差；需要借助于调度绞车换装。本矿井集中辅助运输巷内现布置一套SQ—l200c型单轨无极绳连续牵引车，运输距离为2km。为了满足矿井延深的需要，需再接力布置3套无极绳连续牵引车，并将现有集中辅助运输巷的单轨改造为双轨。但由于无极绳连续牵引车运人问题无法解决，本矿井集中辅助运输巷全长6．4km，根据安全规程，必须采用机械运人。因此，若采用无极绳连续牵引车，运人问题无法得到解决。大巷运人曾经考虑了在集中胶带运输大巷安设“猴车”，均因巷道断面、大巷与工作面顺槽的布置关系等不能实施。同时，采用无极绳连续牵引车运输，其运输环节多、占用辅助人员多、管理复杂、效率低。 鉴于以上两种辅助运输方式存在较多缺点，不适合于本矿井，应予以舍弃。本次设计主要针对无轨胶轮车和单轨吊两种辅助运输方式进行分析比较。两种辅助运输方式综合分析比较详见表1。 单轨吊是一种比较成熟的辅助运输方式，在国外比较普及，在国内也逐渐得到应用，如晋城矿务局的常村矿及章村矿已得到成功应用，其中，常村矿2004年产量6OO多万t，布置有两个工作面，井下同时运行4台单轨吊(不包括运送矸石)，上、下山借助于2台绳牵引卡轨车基本能够满足辅助运输要求。其优点是能够实现长距离连续运输，不受水平转弯限制，运输环节较少，爬坡能力较强(最大l8。)，巷道断面小；其缺点是速度慢(最大2．6m／s)，工作面搬家时间长(22d)，要求巷道顶板条件要好。 无轨胶轮车运输在国外已得到广泛应用，在我国的神东、兖州及晋城等部分矿区也已得到推广应用，是被实践证明了的适应高产高效矿井最有效的辅助运输方式之一。该运输方式具有运行速度快、系统维护工作量少等优点，能够实现材料、设备及人员的长距离无轨直达运输，且不受中间环节的影响，运输灵活、方便，为有效利用工时、提高工效及实现工作面快速搬家创造了有利条件。 无轨胶轮车与单轨吊相比，其优点详述如下： 1)无轨胶轮车机动、灵活、快速，为提高矿井生产能力提供了条件。高效的运输方式使矿井摆脱厂长期以来辅助运输对大幅度提高生产能力的制约。 2)采用无轨胶轮车，可以实现减人增效。比单轨吊减少辅助人员10～15人，如神东公司上湾矿井只需15人就能满足全矿井辅助运输需要。 3)采用无轨胶轮车可以实现综采工作面快速搬家倒面。工作面搬家时间一般不超过15d，最快时只需lOd，比单轨吊节省lOd左右时问，不仪提高综采设备的利用率，矿井经济效益也会得到提高。 其缺点是： 1)一次性投资略高。 2)本矿井底板条件较差，需要对底板进行硬化处理，铺设混凝土。 3)无轨胶轮车最理想的煤层角度一般在3。～6。，尤其是在3。左右，最能发挥胶轮车的快速优势，而本矿井集中辅助运输巷倾角部分地段达到或接近8。，胶轮车的运行速度会慢一些。 根据上述分析，无轨胶轮车运输方式与单轨吊相比，其突出优点是工作面搬家时间短，效率高。因本矿井小断层及陷落柱较多，工作面搬家次数会相对较多，要求工作面搬家时间尽可能短，否则会影响矿井产量，进而影响矿井经济效益。且本矿井的巷道断面可以满足无轨胶轮车运输要求，而集中辅助运输巷沿煤层底板布置，巷道顶板多为煤，不适合单轨吊。综合分析各种因素，设计确定井下辅助运输方式为无轨胶轮车运输。 为满足无轨胶轮车运输要求，设计对集中辅助运输巷局部拉底改造，巷道底板铺设250mm厚的C25混凝土。在副斜井井底设材料换装站，材料、设备等在此换装至无轨胶轮车，运至所需地点。 4 辅助运输设备选型 为节省投资，无轨胶轮车全部采用国产设备，根据运输量、运输距离，进行设备选型，选型结果见表2。 5 结语 1)无轨胶轮车运输是当前最为先进的辅助运输方式之一，它从根本上克服了传统辅助运输方式所存在的用人多、占用设备多、效率低、费用高、安全保障差等种种弊端，为高产高效矿井建设提供了强有力的保证。有条件的新建、改建大型矿井，有条件时应尽量采用。 2)无轨胶轮车研发部门应尽快研发轻型小尺寸的无轨胶轮车。中、小型煤矿及掘进工作面急需外形尺寸小、转弯半径小的无轨胶轮车，车宽在1．6m以下，车高在1．8m以下的无轨胶轮车需求量较大，急待研发。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/14/2009)