摘要：車集煤礦副井提升系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)著礦井提矸、下料、提人以及井下次煤提升任務(wù)，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(yùn)輸?shù)钠渌€路也將受到限制。因此，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的改造必須對(duì)部分運(yùn)輸對(duì)象的運(yùn)輸線路進(jìn)行改變，以給礦井出矸提供更大空間。

關(guān)鍵詞：輔助運(yùn)輸；系統(tǒng)優(yōu)化改造；礦井出矸

中圖分類號(hào)：TD525 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0115-02

1 研究背景、內(nèi)容及現(xiàn)狀

1.1 研究背景

近年來，隨著車集煤礦不同采區(qū)出現(xiàn)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(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)的制約越來越明顯，主要表現(xiàn)在：（1）副井提升工作量增大；（2）井下掘進(jìn)頭、工作面等物料運(yùn)輸車輛供求緊張；（3）地面矸石山翻矸系統(tǒng)工作量增大。

1.2 研究?jī)?nèi)容

針對(duì)上述狀況，提出了本課題的主要研究?jī)?nèi)容：

（1）對(duì)井下大巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)、副井提升系統(tǒng)、地面矸石山翻矸系統(tǒng)運(yùn)輸、提升能力進(jìn)行核定和技術(shù)評(píng)估。在保證原有提升能力的基礎(chǔ)上，現(xiàn)有運(yùn)輸能力是否能滿足要求。

（2）對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)主要運(yùn)輸對(duì)象、運(yùn)輸對(duì)象來源、運(yùn)輸方式進(jìn)行合理性分析。

（3）自主研究與設(shè)計(jì)一套翻車系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主井提升的目的。

1.3 研究現(xiàn)狀

車集煤礦運(yùn)輸基本情況為：礦井分南、北翼開采，其煤流運(yùn)輸系統(tǒng)為南翼順槽運(yùn)輸至采區(qū)集中皮帶進(jìn)入南翼采區(qū)煤倉，大巷運(yùn)輸采用12t蓄電瓶電機(jī)車牽引1.3t礦車運(yùn)輸物料；26采區(qū)其煤流運(yùn)輸系統(tǒng)為順槽運(yùn)輸至26集中運(yùn)輸皮帶，進(jìn)入井底煤倉。由煤倉下口給煤機(jī)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(tǒng)可行性研究

制約礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵是副井提升系統(tǒng)。車集煤礦副井提升系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)著礦井提矸、提料、提人以及井下次煤提升任務(wù)，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(yùn)輸?shù)钠渌€路也受到限制，因此，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的改造就必須對(duì)部分運(yùn)輸對(duì)象的運(yùn)輸線路進(jìn)行改變，給礦井出矸提供更大運(yùn)輸空間。

2.1.1 副井提升對(duì)象的研究。

煤流系統(tǒng)：采掘工作面原煤經(jīng)運(yùn)輸機(jī)、溜子及皮帶運(yùn)輸至主井煤倉，經(jīng)主井提升。

出矸系統(tǒng)：25采區(qū)、27采區(qū)、23采區(qū)、26采區(qū)巖巷掘進(jìn)工作面出矸系統(tǒng)，工作面均利用皮帶或溜子出矸，經(jīng)主運(yùn)輸皮帶，轉(zhuǎn)載至采區(qū)矸倉，經(jīng)矸倉緩存后，利用矸倉放矸系統(tǒng)放至軌道礦車內(nèi)，利用礦車運(yùn)輸，經(jīng)副井提升。

部分煤巷掘進(jìn)、巷修及水倉清淤的“次煤”，經(jīng)礦車運(yùn)輸至副井底，經(jīng)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(yùn)輸線路的改變就成為輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造的關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）礦井次煤主要包括：因現(xiàn)場(chǎng)條件限制無法進(jìn)入煤流系統(tǒng)的掘進(jìn)巷道煤、主井底的撒煤等。

（2）次煤運(yùn)輸現(xiàn)狀：井下開采的煤炭資源主要采用皮帶運(yùn)輸，通過煤流系統(tǒng)運(yùn)輸至主井煤倉，經(jīng)主井提升，運(yùn)輸至洗煤廠。而井下生產(chǎn)過程中因各種原因產(chǎn)生的次煤因條件限制，在作業(yè)地點(diǎn)不能直接采用皮帶運(yùn)輸，不能進(jìn)入煤流系統(tǒng)，故一直采用礦車運(yùn)輸，經(jīng)電機(jī)車?yán)\(yùn)，從副井提升運(yùn)至矸石山。

（3）次煤運(yùn)輸路線自身存在的貶值問題：原煤經(jīng)主井提升至洗煤廠后，平均出售價(jià)格約485元/t；而經(jīng)副井提升拉運(yùn)至矸石山的次煤，煤質(zhì)基本與原煤一樣，但在市場(chǎng)上卻真正以“次”煤價(jià)格出售，每噸145元，由此看來，煤質(zhì)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(yùn)輸系統(tǒng)改造采取的措施

改變礦井次煤運(yùn)輸路線。礦井主井主要提煤，通過在井底設(shè)計(jì)安裝一套翻煤系統(tǒng)，使礦井次煤進(jìn)入井下煤流系統(tǒng)，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(tǒng)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施

設(shè)計(jì)方案為：井下次煤在不同地點(diǎn)經(jīng)礦車裝運(yùn)后，集中運(yùn)輸至副井底清撒煤斜巷上平臺(tái)車場(chǎng)，經(jīng)翻煤系統(tǒng)卸車，轉(zhuǎn)運(yùn)至南翼輔助進(jìn)風(fēng)巷一部皮帶，流入主井煤倉，最終經(jīng)主井提升。

2.3.1 翻煤系統(tǒng)工作原理。礦車集中運(yùn)輸至翻煤車場(chǎng)后，由絞車司機(jī)控制車場(chǎng)內(nèi)JD-1絞車調(diào)度一列車輛，逐輛進(jìn)入翻罐籠內(nèi)。另一名絞車司機(jī)摘掉礦車三鏈環(huán)，打上罐籠內(nèi)礦車阻車器，開動(dòng)翻車機(jī)，實(shí)現(xiàn)翻車。次煤經(jīng)翻車機(jī)落入提前開機(jī)的40t刮板輸送機(jī)內(nèi)，經(jīng)40t刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載至南翼輔助進(jìn)風(fēng)巷主運(yùn)輸皮帶，進(jìn)入主井煤倉。一次翻車結(jié)束后，開動(dòng)JD-1調(diào)度絞車，讓列車頂出罐籠內(nèi)空車，即進(jìn)入下一次翻車。

2.3.2 主要結(jié)構(gòu)、性能和特點(diǎn)。

主要結(jié)構(gòu)組成：

（1）翻矸裝置：由旋轉(zhuǎn)體、擋車桿、立架和銷軸組成。旋轉(zhuǎn)體：采用框式結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)體下部設(shè)有掛耳，由此穿入鋼絲繩帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)體設(shè)計(jì)工作角度為120°，極限旋轉(zhuǎn)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(gè)，一個(gè)永久固定，一個(gè)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(zhuǎn)體連接在一起。

（3）滑輪組和鋼絲繩：滑輪組共設(shè)有3組滑輪，鋼絲繩直徑為Φ12.5mm。使用滑輪組可將驅(qū)動(dòng)裝置提供的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行變向，優(yōu)化系統(tǒng)配置，拉動(dòng)翻矸裝置順利完成翻矸作業(yè)。

（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(jìn)行加固。整個(gè)支架設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定可靠。

（5）驅(qū)動(dòng)裝置：驅(qū)動(dòng)裝置采用JH-5回柱絞車進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，速度平穩(wěn)，易于控制。

2.3.3 翻矸系統(tǒng)啟動(dòng)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?lián)踯嚄U，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(nèi)水平移動(dòng)）。

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

（2）按下按鈕盒內(nèi)“向前”按鈕，此時(shí)回柱絞車正轉(zhuǎn)，翻矸裝置處于提升狀態(tài)。當(dāng)翻矸裝置導(dǎo)桿觸及限位開關(guān)時(shí)，使限位開關(guān)動(dòng)作，受電繼電器K3失電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，翻矸裝置停到所需角度，矸石被翻出。

（3）按下按鈕盒內(nèi)“向后”按鈕，回柱絞車反轉(zhuǎn)，翻矸裝置開始下放。

（4）當(dāng)翻矸裝置下放到水平位置時(shí)，按下按鈕盒內(nèi)“停止”按鈕，此時(shí)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

（5）拔掉插銷，打開活動(dòng)擋車桿，推出礦車。

2.3.4 翻車系統(tǒng)特點(diǎn)。

（1）翻車系統(tǒng)采用由電動(dòng)機(jī)和絞車組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由限位開關(guān)實(shí)現(xiàn)限位功能，速度平穩(wěn)、控制

可靠。

（2）系統(tǒng)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(jié)省人力。一次翻矸全部過程3min，整個(gè)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(nèi)操作翻車機(jī)。

（4）對(duì)礦車無任何損壞，有效地保護(hù)了礦車。

3 效果評(píng)價(jià)和效益分析

（1）車集煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造后，運(yùn)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(jì)算，在副井底翻運(yùn)后，同時(shí)產(chǎn)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(yùn)輸系統(tǒng)壓力減小，給矸車運(yùn)輸提供較大空間，有力保證了底板巖巷進(jìn)尺的完成，保證礦井安全

生產(chǎn)。

（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)的翻車機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作，整個(gè)翻車過程僅需要2人，機(jī)械化水平高。翻車機(jī)平均3min翻一輛車，每班翻車數(shù)量可達(dá)120車，翻車效率高。

（4）輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造帶來礦井次煤增值效益非常

可觀。

次煤經(jīng)礦車?yán)\(yùn)至地面矸石山后，出售價(jià)格145元/t，而經(jīng)主井提升運(yùn)至洗煤廠后，平均價(jià)格為485元/t，次煤經(jīng)主井提升運(yùn)至洗煤廠和運(yùn)至矸石山相比，每噸凈增利潤(rùn)約340元，礦井每天次煤量按60車計(jì)算，每輛礦車裝煤1.2t，則年度利潤(rùn)為：

P=60車×1.2t×365天×340元/t≈893.52萬元

作者簡(jiǎn)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(jī)電運(yùn)輸管理。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）