湾图沟煤矿开拓延深主提升系统改造设计

孙俊彦（中煤西安设计工程有限责任公司,陕西省西安市,710054）



湾图沟煤矿开拓延深主提升系统改造设计

孙俊彦
（中煤西安设计工程有限责任公司,陕西省西安市,710054）

摘要介绍了湾图沟煤矿主提升带式输送机设备的现状,根据矿井开拓延深煤炭运输的特点和峰值输送量需要,提出了3种改造方案,经计算分别给出了3种方案主斜井带式输送机选型主要技术参数,分析了其优缺点并进行投资比选,最终确定了最优改造方案。

关键词湾图沟煤矿 开拓延深 主斜井带式输送机 改造设计

湾图沟矿井位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内,矿井最初设计规模为3.0 Mt/a。矿井现主要开采一水平,主提升系统通过主斜井带式输送机运输。现有主斜井带式输送机主要参数为:输送量Q为1600 t/h,带宽B为1400 mm,带速V为4.5 m/s,机长L为1100 m,倾角δ为22°,提升高度H为415 m。主要设备选型情况如下:电动机功率为3×1120 k W,采用高压变频驱动方式,功率配比2∶1;钢绳芯输送带型号为ST/S4500;逆止器型号为DSN710,额定逆止力矩710 k N·m;制动器型号为KPZ－1800,额定制动力矩为630 k N·m;托辊直径为159 mm。

目前矿井一水平开采已进入后期,同时近期矿井生产能力核定为4.5 Mt/a,根据矿井开拓延伸部署,二水平大巷带式输送机来煤峰值量增加至1800 t/h,现有主提升系统无法满足矿井开拓延伸后原煤运输的要求,需进行设备改造。

1　主斜井带式输送机改造设计方案

湾图沟煤矿主斜井带式输送机采用高压变频驱动系统,该系统具有良好的软启动和调速性能,可根据输送量的变化调整带速,节能效果显著,还具有调速范围宽、精度高、验带时可长时间低速运行、输出力矩大以及电动机启动电流小等优点。由于本输送机具有倾角大以及提升高度大等特点,上带面采用四托辊深槽角设计,模拟摩擦系数选用f为0.035计算。

根据尽量不影响生产和减少投资的原则,改造后的主斜井带式输送机驱动系统和模拟摩擦系数继续沿用原有方式,本文根据井下开拓部署,提出了3种主斜井带式输送机改造方案。

1.1方案一

本方案主要特点为二水平大巷带式输送机与主斜井带式输送机直接搭接,主斜井带式输送机长度不变,带速不变,输送量增加至1800 t/h,方案一煤炭运输系统简图如图1所示。

图1　方案一煤炭运输系统简图

1.2方案二

带速和带宽是直接影响带式输送机经济性的重要参数,提高带速可以降低带强从而较少投资,因此方案二将主斜井带式输送机带速提高至5.0 m/s,二水平大巷带式输送机与主斜井带式输送机直接搭接,主斜井带式输送机输送量增加至1800 t/h,本方案煤炭运输系统简图同方案一。

1.3方案三

因井下煤炭开采存在不连续性,因此按井下峰值输送量进行主斜井带式输送机选型会增加电机负荷,达不到节能的目的,方案三在二水平大巷带式输送机机头处新建一个井底煤仓,仓容为1600 t,煤仓缓冲时间为4 h,通过煤仓缓冲后主斜井带式输送机输送量降至1400 t/h,带速维持不变,同时将主斜井带式输送机机尾向下延伸100 m左右,提升高度增加35 m。方案三煤炭运输系统简图如图2所示。

图2　方案三煤炭运输系统简图

经计算各方案主斜井带式输送机主要技术参数见表1。

2　方案比选

分别对3个改造设计方案进行对比,各自优缺点及投资对比见表2。

表1　各方案主斜井带式输送机主要技术参数

表2　各方案优缺点及投资对比

由表2可以看出,方案一和方案二均为输送机直接搭接,虽然矿建工程投资少,但是由于输送量增加,主斜井带式输送机原有的驱动系统无法满足要求,均需增加一套驱动单元,不仅增加了机电设备的投资,同时还需要对驱动单元附近土建结构进行停产加固改造,影响矿井正常生产;方案三虽矿建工程投资大,但主斜井带式输送机的驱动系统、钢绳芯输送带等主要部件均采用原有设备,大大降低了机电设备投资,驱动机房内土建结构满足后续生产需要,不需停产改造。

3　结语

综上所述,方案三满足矿井开拓延伸后扩能生产需要,井下煤炭运输工艺流程合理,综合投资最少。因此从矿建、土建、设备投资以及有无影响现有系统运行等方面综合考虑,选择方案三作为矿井主提升系统改造设计实施方案。

参考文献:

［1］王建东.马莲台煤矿主井大倾角钢绳芯胶带输送机设计［J］.煤炭工程,2014（8）

［2］杨安震.大井矿区准东二号矿井主斜井提升系统设计［J］.煤炭工程,2013（12）

［3］杨红涛.煤矿大型带式输送机常用软启动装置的比较［J］.煤炭技术,2014（8）

［4］舒晓波,冷峰.安山矿井开拓延伸优化设计探讨［J］.煤炭工程,2011（10）

［5］乔淑云,李德臣.红庆梁煤矿主斜井带式输送机选型技术研究［J］.中国煤炭,2014（12）

［6］GB 50431－2008,带式输送机工程设计规范［S］

（责任编辑路 强）

Reformation design of main hoisting system for development deepening of Wantugou Coal Mine

Sun Junyan
（China Coal Xi＇an Design Engineering Co.,Ltd.,Xi＇an,Shaanxi 710054,China）

AbstractThe current condition of belt conveyer used as main hoisting equipment of Wantugou Coal Mine was introduced. To meet the needs of coal transportation characteristics and maximum transport capacity in mine development deepening,three kinds of reformation schemes were put forward,and the main technique parameters of the three kinds of belt conveyer selection for main inclined shaft were calculated,then the advantages and disadvantages of each were analyzed,compared and selected for investment,finally the optimal reformation scheme was determined.

Key wordsWantugou Coal Mine,development deepening,main inclined shaft belt conveyor,reformation design

中图分类号TD528.1

文献标识码A

作者简介:孙俊彦（1982－）,男,山东烟台人,硕士,工程师,现任职于中煤西安设计工程有限责任公司矿井一所,主要从事矿井机制专业设计工作。