某煤矿地面排矸系统设计改造与应用策略分析

鲍文政

（淮北矿业集团朱仙庄煤矿，安徽宿州 234000）

某煤矿地面排矸系统设计改造与应用策略分析

鲍文政

（淮北矿业集团朱仙庄煤矿，安徽宿州 234000）

本文以某煤矿为研究案例，简要介绍该煤矿地面排矸系统应用情况，针对问题提出设计改造及相关技术方案，并对改造前后的地面排矸系统进行分析与比较，探讨地面排矸系统设计改造及应用的实际效果。经改造与应用后发现，该煤矿地面排矸系统设计改造使得其排矸能力得到显著增加，并且简化了排矸生产管理，改善了生产环境，减轻了劳动力强度，提升了地面排矸系统的排矸效率，为煤矿创造出良好的经济效益和社会效益。

煤矿企业；地面排矸系统；设计改造

1 某煤矿地面排矸系统应用情况概述

某煤矿隶属于安徽省，煤矿在1983年开工建设，设计生产能力约为1.2mt/a，该煤矿地面排矸系统应用的是高位翻车系统和装载车配合运输矸石。该地面排矸系统是整个矿井在早期建设时期应用的系统，主要的工作流程是将从风井中提升出来的矸石由电机车牵引运输至高位翻车系统中，然后由这个翻车机房中的调度绞车将矸石矿车提升到翻车机中进行卸载处理，接着由装载车将卸载下来的矸石运输至矸石场地排放。该煤矿地面排矸系统的应用存在一定的缺陷，并且整个操作工序十分繁琐，加上受到多方面不安全因素的影响，使得整个系统在人力资源配置方面较为薄弱。此外，随着国家对矿井矸石的利用率不断增加以及环保理念的加强，传统的排矸系统逐渐难以满足当前煤矿在排矸方面的需求。为此，对原本的地面排矸系统进行技术改造与优化，使其在经济性、技术性及安全性等方面均得到大幅度提升。

2 煤矿地面排矸系统设计改造方案分析

在设计与改造原本的地面排矸系统时，通过采用已经完成安装的翻车机调整与优化地面运输的线路，对风井运输原矸石的线路与方向进行改变，也就是在翻车机下口安装1台带式输送机，这样就能直接将翻车机中的矸石运输至矸石场地进行排放处理，最后就可以采用铲车推平矸石堆或由货车运输留作他用［1］。

2.1 带式输送机的设计与安装

将1台具有伸缩功能的带式输送机安装在矸石场地和永久翻车机下的地道之间，该带式输送机的整个机身长达350m，取代原来的提升机牵引的翻矸车卸载方案。带式输送机的主要优势在于能够依据机头卸载情况以及矸石场地的承受范围对皮带机进行自由延长，进而大大降低铲车在矸石运转方面的工作量。

在下地道时，永久翻车机的坡度为15°，长度达45m左右。根据矸石物料的特征和井下巷道皮带输送的特征，最终调整带式输送机尾部的倾斜角度为12°，也就是抬高皮带机尾部2.5m，这样能有效缓解物料输送时皮带的下滑力，有效防止运输过程中物料下滑导致出现堆积现象。

2.2 永久翻车机调车系统设计改造

由于风井的矸石重车与永久翻车机之间的线路轨道属于双轨线路，如果通过电机车将矸石重车抵向推车系统，那么就会导致出现电机车的交替抵车现象，对风井矸石运输产生一定的影响［2］。此外，在抵车时由于电机车需要反复经过路口，不仅抵车效率不高，而且会埋下安全隐患。所以，需要调整风井至翻车机轨道，使之具有安全的自溜坡度，这就能使得在这条轨道上安全可靠地将矸石车运输到推车系统。

3 煤矿地面排矸系统改前后性能比较分析

3.1 大大简化了工作程序，提升了系统安全性

对于高位翻车系统的排矸性能，其需要通过调度绞车提升矸石矿车至翻车机中进行矸石卸载处理。因排矸工作具有连续性，因而需要绞车对矿车进行反复下放与提升，这就难以将斜坡安全防护工作做到位，加上遇到雨雪天气时车辆运输危险性增加。而采用永久翻车机排矸，取消调度绞车在翻车机调车系统中有所使用，并且每次能推9辆左右矿车，由于拉运是水平的，所以翻车机只需要和推车系统进行配合，并不需要借助繁琐的人工摘挂钩和绞车提升操作［3］。此外，由于带式输送机在翻车机下进行个矸石堆放，并不需要使用装载车进行矸石运输，大大简化了排矸系统的工作流程，提升了系统运行的安全性。

3.2 大大提升了系统的排矸能力

经改造之后，由于永久翻车机属于一种免摘钩电动式的，其翻车的次数能达到1次/min，生产率能达到近180t/h。经过实际计算发现，每天能够翻车达到1 200辆，翻矸达到3 600t，原来的每日风井提升绞车可提供矿车为300～350车，每辆车矸石规定载重在3t左右，依据风井每日提升的矸石最大数量来计算，每日风井在矸石的提升重量最大能达近3 600t。从这一点能够看出，该系统下永久翻车机的翻矸量明显高出风井的提矸量。所以，该翻矸系统在改造与优化之后不但充分满足了风井的提矸工作需求，而且大大提升了新系统的排矸效果［4］。

3.3 提升了排矸系统的效率，降低了劳动力强度

在使用原来的高位翻车系统时，如果未能进行及时有效的电机车抵车，则高位翻车机在给矸石矿车进行挂钩操作时，依然需要通过人为操作推动矿车至调度绞车钩头的部位进行挂车，这样就导致劳动强度增加，并且翻矸效率不高［5］。而采用永久翻车机翻矸系统时，并不需要借助人工操作对矿车进行推动，加上可以连续进行翻矸，所以生产效率大大提升，劳动强度也有效降了下来。

4 煤矿地面排矸系统设计改造及应用的实际效果

该煤矿地面排矸系统经设计改造之后，于2016年7月10日投入排矸试运行，在使用的早期阶段，带式输送机存在一定的跑偏问题，经过调整与处理之后皮带跑偏现象得到彻底改善，并且在皮带机的尾部安装了一条长度达到3m的挡板，有效防止了皮带尾部撒料的问题［6］。同时，在矸石车辆运输、翻矸、调度及堆料等不同的岗位设置相应的工作人员，能充分满足排矸的各项需求。现阶段的井下生产能力调研显示，该系统每日能提升矸石车辆大约为400，综合车辆设置与运行线路应用情况发现，新系统大大提升了排矸效率，并且取得了显著的经济效益和社会效益。

5 结语

文中原有的煤矿地面排矸系统运行时不仅需要耗费大量的人力、物力，而且排矸系统性能不佳，排矸效率较低，对煤矿的安全生产与可持续发展都有不良影响。而经过改造设计及应用之后，不仅充分满足了煤矿安全生产要求，而且大大简化了煤矿的生产管理，降低了工人劳动强度，达到改善煤矿生产环境、提高排矸作业效率的目的，为矿井高产高效建设奠定了基础，取得了良好的经济和社会效益。

［1］刘小琼，陈晨.矿井综合排矸系统改造可行性研究［J］.采矿技术，2015（1）：35-36，46.

［2］邢成国，许建宁，李宝.煤矿井下重介浅槽排矸系统设计与应用［J］.选煤技术，2011（5）：51-54.

［3］王博，杨江波，朱坤明，等.赵家寨煤矿地面排矸系统改造研究［J］.科技与企业，2011（16）：166.

［4］韩亮，费存建，范金龙.王家塔煤矿半连续排矸运输系统设计改造［J］.煤炭工程，2013（12）：9-11.

［5］李晓栋，张先超，薛红军，等.煤矿地面排矸系统的改造与实施［J］.矿山机械，2013（7）：149-150.

［6］宋荣华.煤矿排矸场环境风险评价方法研究与探讨［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

鲍文政（1969-），男，工程师，研究方向：矿山机械。