平煤股份一礦矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造方案優(yōu)化與實施

姚傳學(xué) 張治軍

摘 要：平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦工業(yè)廣場內(nèi)現(xiàn)排矸方式為汽車外運，即洗煤廠矸石和礦井掘進(jìn)矸石通過皮帶轉(zhuǎn)運到矸石場，由鏟車裝到汽車外運。隨著環(huán)保要求越來越高，將禁止矸石外運汽車上路，這勢必造成一礦矸石積壓和無處排放的局面，嚴(yán)重影響一礦洗煤廠的洗選加工及礦井的正常生產(chǎn)。本文對其矸石鐵路運輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過增加1部帶式輸送機(jī)，解決了無法汽車外運矸石的問題。矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造緩解了一礦矸石運輸能力緊張的問題，同時保證了矸石長期有序、穩(wěn)定地裝車外運，保證了礦井的正常生產(chǎn)，對其他礦井矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：矸石;運輸系統(tǒng);系統(tǒng)改造;鐵路運輸

中圖分類號：TD52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）16-0094-03

Abstract： In the industrial square of No. 1 Coal Mine of Pingdingshan Tian'an Coal Industry Co.， Ltd.， gangue is discharged by automobile， that is， gangue from coal washery and mine driving are transported to gangue yard by belt， and loaded by forklift to automobile. With the increasing requirements of environmental protection， it will be forbidden to transport gangue to the road， which will inevitably lead to a backlog of gangue and exhaust situation， seriously affecting the washing and processing of coal washery and the normal production of the mine. In this paper， the railway transportation system of gangue was reformed. By adding a belt conveyor， the problem that gangue can not be transported by automobiles is solved. The transformation of gangue railway transportation system alleviates the shortage of gangue transportation capacity in a mine， ensures the long-term orderly and stable loading and transportation of gangue， ensures the normal production of the mine， and has reference significance for the transformation of other mine gangue railway transportation system.

Keywords： gangue;transportation system;system reform;railway transportation

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦（以下簡稱“平煤股份一礦”）位于平頂山礦區(qū)中部，距市區(qū)較近。礦院內(nèi)工業(yè)廣場生產(chǎn)產(chǎn)生的矸石經(jīng)排矸帶式輸送機(jī)運至矸石場儲存，由鏟車裝汽車外運。隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)，將禁止矸石外運汽車上路，這勢必會造成一礦矸石積壓堆積和無處排放的局面，嚴(yán)重影響一礦洗煤廠的洗選加工及礦井的正常生產(chǎn)。為了保證一礦的正常生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，解決院內(nèi)矸石外運的問題，必須改造一礦院內(nèi)工業(yè)廣場現(xiàn)在的矸石外運方式，達(dá)到環(huán)保要求，并滿足一礦正常的生產(chǎn)要求。

1 設(shè)計指導(dǎo)思想

方案設(shè)計以安全、效益、環(huán)保為原則，對一礦矸石鐵路運輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，盡量利用現(xiàn)有場地和原有設(shè)施，保證矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造工程建設(shè)時不影響或少影響礦井的生產(chǎn)，工程設(shè)計采用先進(jìn)合理的技術(shù)、工藝及裝備[1]。

2 一礦院內(nèi)工業(yè)廣場矸石現(xiàn)有外運方式

一礦院內(nèi)工業(yè)廣場矸石主要來源是動篩車間原煤篩分矸石和一礦洗煤廠的洗選矸石，總排矸量為4 000～4 500t/日。兩部分矸石在5號轉(zhuǎn)載點處匯集，經(jīng)排矸帶式輸送機(jī)卸至矸石儲存點，由鏟車裝至汽車外運。詳見圖1。

3 矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造方案論證

3.1 矸石場周圍現(xiàn)狀

一礦院內(nèi)工業(yè)廣場現(xiàn)有矸石場坐落于廠區(qū)西南角，西側(cè)為居民住房，東側(cè)為煤場，北側(cè)為鐵路站場，鐵路站場共有5道裝車線，從北向南依次為1—5道軌，為一礦煤炭外運裝車線，每天裝車約220個。其中，1道、2道為道發(fā)線，3—5道為裝車線。

3.2 矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造方案

根據(jù)現(xiàn)一礦矸石場現(xiàn)狀和鐵路站場運煤情況，矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造主要有以下三個方案。

3.2.1 方案一。不建矸石緩存?zhèn)}，矸石利用5號鐵路裝車線裝火車外運，即在5號矸石裝載點到返煤裝載點間，新建一條去7#返煤轉(zhuǎn)載點的皮帶走廊，矸石通過5號鐵路裝車線裝火車外運。

新建去5號矸石裝載點至返煤轉(zhuǎn)載點的皮帶走廊有2個方案。①新建皮帶走廊跨過鐵路裝車線。在5號矸石裝載點到返煤裝載點間，新建一條去7#返煤轉(zhuǎn)載點的皮帶走廊，矸石通過5號鐵路裝車倉裝火車外運。②新建皮帶走廊不跨過鐵路裝車線，在火車線南側(cè)排矸帶式輸送機(jī)二走廊下新建8#轉(zhuǎn)載點，新建一條運矸轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)，將矸石轉(zhuǎn)運至返裝煤系統(tǒng)，矸石通過5號鐵路裝車倉裝火車外運。如圖2所示。

皮帶走廊不建在裝車鐵路線上，不影響鐵路線路的頻繁裝車作業(yè)，從而降低皮帶走廊現(xiàn)場施工難度。同時，保留現(xiàn)有矸石的排矸線路。但系統(tǒng)運行時，需要運行排矸帶式輸送機(jī)，增加了運行成本。從降低施工難度和系統(tǒng)運行靈活性考慮選用方案②，盡量減少對現(xiàn)有煤炭裝運系統(tǒng)的影響。

方案一優(yōu)缺點如下。優(yōu)點：①只需要新建一條去返煤轉(zhuǎn)載點的皮帶，投資較少，工期快;②利用現(xiàn)有5號鐵路裝車線，減少項目投資。缺點：①利用現(xiàn)有5號鐵路裝車線，影響煤炭裝車外運;②5號裝車倉較小，無法滿足矸石儲存能力的要求，需要鐵運處一直現(xiàn)場調(diào)車裝運矸石，影響鐵路調(diào)車外運時間。

方案一利用現(xiàn)有運矸設(shè)備，新增1部運矸帶式輸送機(jī)，投資280萬。安裝工程工期2個月，項目總工期預(yù)計5個月。

3.2.2 方案二。新建2個矸石緩存?zhèn)}，矸石利用5號鐵路裝車線裝火車外運。在矸石場現(xiàn)裝矸處新建直徑18m儲存5 000t的矸石倉2個，經(jīng)5#轉(zhuǎn)載點將矸石運到矸石倉內(nèi)儲存。倉下新建倉下運矸帶式輸送機(jī)，將矸石轉(zhuǎn)運至7#轉(zhuǎn)載點，然后通過5號鐵路裝車線裝火車外運。如圖3所示。

方案二的優(yōu)缺點如下。優(yōu)點：①建有2個5 000t矸石倉，可以緩存矸石;②充分利用現(xiàn)有5號鐵路裝車線，減少項目投資。缺點：①利用現(xiàn)有5號鐵路裝車線，影響煤廠返裝煤裝車外運;②需要建2個5 000t矸石倉，改造去矸石場的皮帶走廊，新建倉上配倉、倉下運矸帶式輸送機(jī)，輸送環(huán)節(jié)多，項目投資大，建設(shè)周期長。

方案二盡量利用和改造現(xiàn)有運矸設(shè)備，新增4部帶式輸送機(jī)，2個矸石倉，1個轉(zhuǎn)載站投資3500萬。安裝工程工期6個月，項目總工期預(yù)計12個月。

3.2.3 方案三。新建鐵路裝車線，在鐵路上新建2個矸石緩存?zhèn)}，獨立裝車裝火車外運矸石。改造既有鐵路材料線，向西延長250m，新建18m儲存5 000t矸石倉2個，矸石倉以西新鋪軌170m，可滿足一次對車10輛。在既有材料線上新增加一組道岔和100m左右的線路，用于卸料。將矸石運至新建矸石倉，經(jīng)倉下給料機(jī)裝火車外運。如圖4所示。

方案三優(yōu)缺點如下。優(yōu)點：①建有2個5 000t矸石倉，可以緩存矸石;②新建鐵路裝車線，與煤炭運輸不干涉，相互不影響。缺點：①需要建2個5 000t矸石倉，改造去矸石場皮帶走廊，新建倉下運矸皮帶和轉(zhuǎn)載皮帶，新建鐵路裝車線和裝車點，項目投資大，建設(shè)周期長;②新建鐵路線長度向西超出坑木場西邊道路，需要對西邊道路進(jìn)行下穿改造，增加項目投資;③改造鐵路線路需要征地，費用無法估計，存在不確定因素。

方案三盡量利用現(xiàn)有運矸設(shè)備，新增2部帶式輸送機(jī)，建2個矸石倉，1個轉(zhuǎn)載站，鐵路線改造延長。投資2000萬（不考慮征地等費用），工期：安裝工程工期6個月，項目總工期預(yù)計12個月以上（不考慮征地、拆遷、修路等時間）。

3.3 矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造方案選擇

通過方案比較，考慮鐵路安全距離要求、煤炭運輸不受影響及施工難度等因素，采用方案一解決目前矸石外排問題。方案比較結(jié)果如表1所示[3]。

4 經(jīng)濟(jì)、社會效益

全礦井按總排矸量4 000～4 500t/日，全年排矸量132萬t。經(jīng)過改造排矸系統(tǒng)后，由原來的汽運改成火車運輸，與汽車運輸成本6元/t相比，火車運輸可節(jié)約運輸費用：132×6=792萬元。

5 結(jié)論

矸石輸系統(tǒng)改造緩解了一礦矸石汽車運輸污染環(huán)境的問題，同時保證了矸石長期有序、穩(wěn)定地裝車外運，保證了礦井的正常生產(chǎn);降低了對環(huán)境和居民的影響，對打贏礦區(qū)環(huán)保攻堅戰(zhàn)意義重大;對其他礦井矸石鐵路運輸系統(tǒng)改造具有重要借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪軍.里彥煤礦矸石山運輸系統(tǒng)的技術(shù)改造[J].山東煤炭科技，2008（2）：141-143.

[2]董萬江，喬云海.安太堡露天煤礦選煤廠矸石運輸系統(tǒng)改造[J].露天采礦技術(shù)，2000（4）：20-21.

[3]楊育.設(shè)施規(guī)程[M].北京：科學(xué)出版社，2010.