車集煤礦輔助運輸系統優化改造

摘要：車集煤礦副井提升系統主要擔負著礦井提矸、下料、提人以及井下次煤提升任務，副井下料、提人及次煤提升的增多，必然制約提矸工作量，同樣輔助運輸的其他線路也將受到限制。因此，輔助運輸系統的改造必須對部分運輸對象的運輸線路進行改變，以給礦井出矸提供更大空間。

關鍵詞：輔助運輸；系統優化改造；礦井出矸

中圖分類號：TD525 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0115-02

1 研究背景、內容及現狀

1.1 研究背景

近年來，隨著車集煤礦不同采區出現瓦斯涌出量大的情況后，礦井底板抽放巷工程增加，而礦井輔助運輸系統對生產的制約越來越明顯，主要表現在：（1）副井提升工作量增大；（2）井下掘進頭、工作面等物料運輸車輛供求緊張；（3）地面矸石山翻矸系統工作量增大。

1.2 研究內容

針對上述狀況，提出了本課題的主要研究內容：

（1）對井下大巷軌道運輸系統、副井提升系統、地面矸石山翻矸系統運輸、提升能力進行核定和技術評估。在保證原有提升能力的基礎上，現有運輸能力是否能滿足要求。

（2）對輔助運輸系統主要運輸對象、運輸對象來源、運輸方式進行合理性分析。

（3）自主研究與設計一套翻車系統，實現主井提升的目的。

1.3 研究現狀

車集煤礦運輸基本情況為：礦井分南、北翼開采，其煤流運輸系統為南翼順槽運輸至采區集中皮帶進入南翼采區煤倉，大巷運輸采用12t蓄電瓶電機車牽引1.3t礦車運輸物料；26采區其煤流運輸系統為順槽運輸至26集中運輸皮帶，進入井底煤倉。由煤倉下口給煤機給入箕斗提升。

2 改造方案

2.1 在副井底安裝一套翻車系統可行性研究

制約礦井輔助運輸系統的關鍵是副井提升系統。車集煤礦副井提升系統主要擔負著礦井提矸、提料、提人以及井下次煤提升任務，副井提料、提人及次煤提升的增多，必然牽制提矸量的提升。同樣輔助運輸的其他線路也受到限制，因此，輔助運輸系統的改造就必須對部分運輸對象的運輸線路進行改變，給礦井出矸提供更大運輸空間。

2.1.1 副井提升對象的研究。

煤流系統：采掘工作面原煤經運輸機、溜子及皮帶運輸至主井煤倉，經主井提升。

出矸系統：25采區、27采區、23采區、26采區巖巷掘進工作面出矸系統，工作面均利用皮帶或溜子出矸，經主運輸皮帶，轉載至采區矸倉，經矸倉緩存后，利用矸倉放矸系統放至軌道礦車內，利用礦車運輸，經副井提升。

部分煤巷掘進、巷修及水倉清淤的“次煤”，經礦車運輸至副井底，經副井提升。上、下人員和物料均由副井

提升。

2.1.2 礦井次煤運輸線路的改變就成為輔助運輸系統改造的關鍵點。

（1）礦井次煤主要包括：因現場條件限制無法進入煤流系統的掘進巷道煤、主井底的撒煤等。

（2）次煤運輸現狀：井下開采的煤炭資源主要采用皮帶運輸，通過煤流系統運輸至主井煤倉，經主井提升，運輸至洗煤廠。而井下生產過程中因各種原因產生的次煤因條件限制，在作業地點不能直接采用皮帶運輸，不能進入煤流系統，故一直采用礦車運輸，經電機車拉運，從副井提升運至矸石山。

（3）次煤運輸路線自身存在的貶值問題：原煤經主井提升至洗煤廠后，平均出售價格約485元/t；而經副井提升拉運至矸石山的次煤，煤質基本與原煤一樣，但在市場上卻真正以“次”煤價格出售，每噸145元，由此看來，煤質與原煤相差不大的次煤，因“行走路線”的不同造成自身貶值顯著。

2.2 輔助運輸系統改造采取的措施

改變礦井次煤運輸路線。礦井主井主要提煤，通過在井底設計安裝一套翻煤系統，使礦井次煤進入井下煤流系統，讓次煤從主井提升，最終減輕副井提升量。

2.3 副井底安裝翻煤系統方案的設計和實施

設計方案為：井下次煤在不同地點經礦車裝運后，集中運輸至副井底清撒煤斜巷上平臺車場，經翻煤系統卸車，轉運至南翼輔助進風巷一部皮帶，流入主井煤倉，最終經主井提升。

2.3.1 翻煤系統工作原理。礦車集中運輸至翻煤車場后，由絞車司機控制車場內JD-1絞車調度一列車輛，逐輛進入翻罐籠內。另一名絞車司機摘掉礦車三鏈環，打上罐籠內礦車阻車器，開動翻車機，實現翻車。次煤經翻車機落入提前開機的40t刮板輸送機內，經40t刮板輸送機轉載至南翼輔助進風巷主運輸皮帶，進入主井煤倉。一次翻車結束后，開動JD-1調度絞車，讓列車頂出罐籠內空車，即進入下一次翻車。

2.3.2 主要結構、性能和特點。

主要結構組成：

（1）翻矸裝置：由旋轉體、擋車桿、立架和銷軸組成。旋轉體：采用框式結構，由11#礦用工字鋼制作而成，其大小以正好容納一輛礦車為尺度。旋轉體下部設有掛耳，由此穿入鋼絲繩帶動旋轉體旋轉。旋轉體設計工作角度為120°，極限旋轉角度為150°，可以干凈徹底地將大塊矸石倒出。

（2）擋車桿：采用Φ40圓鋼制作，共兩個，一個永久固定，一個可以上下抬放。

立架、銷軸：采用11#礦用工字鋼制作，在工字鋼上部使用Φ57注漿管鑲嵌，穿入Φ40銷軸，將立架和旋轉體連接在一起。

（3）滑輪組和鋼絲繩：滑輪組共設有3組滑輪，鋼絲繩直徑為Φ12.5mm。使用滑輪組可將驅動裝置提供的驅動力進行變向，優化系統配置，拉動翻矸裝置順利完成翻矸作業。

（4）滑輪組固定支架：滑輪組固定支架用于固定滑輪組，主體采用11#礦用工字鋼，采用50×5mm角鋼進行加固。整個支架設計合理，穩定可靠。

（5）驅動裝置：驅動裝置采用JH-5回柱絞車進行驅動，速度平穩，易于控制。

2.3.3 翻矸系統啟動與停止的操作程序。

（1）抬起擋車桿，將礦車推入翻矸裝置，然后放下擋車桿，并穿入插銷，將擋車桿固定牢固（因擋車桿上裝有擋塊，礦車不能在翻矸裝置內水平移動）。

合上斷路器QF，QJZ-80N真空電磁啟動器得電，將QJZ-80N的隔離開關Q打到合位，啟動器內變壓器得電。

（2）按下按鈕盒內“向前”按鈕，此時回柱絞車正轉，翻矸裝置處于提升狀態。當翻矸裝置導桿觸及限位開關時，使限位開關動作，受電繼電器K3失電，電機停轉，翻矸裝置停到所需角度，矸石被翻出。

（3）按下按鈕盒內“向后”按鈕，回柱絞車反轉，翻矸裝置開始下放。

（4）當翻矸裝置下放到水平位置時，按下按鈕盒內“停止”按鈕，此時電動機停止轉動。

（5）拔掉插銷，打開活動擋車桿，推出礦車。

2.3.4 翻車系統特點。

（1）翻車系統采用由電動機和絞車組成的驅動系統進行驅動，由限位開關實現限位功能，速度平穩、控制

可靠。

（2）系統整體造型美觀大方，和諧宜人，電控集中，操作方便。

（3）翻矸效率高，節省人力。一次翻矸全部過程3min，整個翻車操作只需兩人，且操作安全，操作人員完全可以站在硐室內操作翻車機。

（4）對礦車無任何損壞，有效地保護了礦車。

3 效果評價和效益分析

（1）車集煤礦輔助運輸系統改造后，運輸壓力大大減小，尤其是副井提升壓力的減小非常明顯。井下所有次煤均由主井提升，次煤量按60車/天計算，在副井底翻運后，同時產生60輛空車，即副井每天可減輕120輛車的提升

壓力。

（2）輔助運輸系統壓力減小，給矸車運輸提供較大空間，有力保證了底板巖巷進尺的完成，保證礦井安全

生產。

（3）創新設計的翻車機設備簡單，易于操作，整個翻車過程僅需要2人，機械化水平高。翻車機平均3min翻一輛車，每班翻車數量可達120車，翻車效率高。

（4）輔助運輸系統改造帶來礦井次煤增值效益非常

可觀。

次煤經礦車拉運至地面矸石山后，出售價格145元/t，而經主井提升運至洗煤廠后，平均價格為485元/t，次煤經主井提升運至洗煤廠和運至矸石山相比，每噸凈增利潤約340元，礦井每天次煤量按60車計算，每輛礦車裝煤1.2t，則年度利潤為：

P=60車×1.2t×365天×340元/t≈893.52萬元

作者簡介：郭激光（1981—），男，河南杞縣人，河南龍宇能源股份有限公司車集煤礦助理工程師，研究方向：礦井機電運輸管理。

（責任編輯：趙秀娟）