新疆天业集团呼图壁县东沟煤矿井下辅助运输系统的探讨

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  [摘 要]煤矿辅助运输是整个煤矿运输系统不可或缺的重要组成部分,本文结合新疆天业集团东沟煤矿井下已掘进完成的主、副平硐、回风上山和煤层变化情况,提出了符合矿井实际、技术先进的采区轨道上山单轨吊辅助运输方式,并讨论矿井辅助运输连续运输方式的合理性和优越性。
  [关键词]辅助运输;单轨吊;运输效率
  中图分陈类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)29-0349-01
  1、 前言
  煤矿辅助运输是煤矿生产中除煤炭运输之外的材料、设备、矸石和人员的运输,是整个煤矿运输系统不可或缺的重要组成部分,在很多矿井,已成为制约生产能力提高和机械化升级改造的关键因素。随着新疆煤矿开采、掘进机械化程度的快速发展及开采规模的不断扩大,使得井下所需的材料、设备的数量、品种、单重以及运输距离大幅增加;井下人员数量增多、工作面距离加长,而辅助运输系统仍旧依靠陈旧的传统方式明显不能适应形势发展的需求。因此,一定要根据具体情况,从本矿实际条件出发,充分了解各种设备的性能和特点,通过经济技术比较后合理选择辅助运输方式。
  2.矿井设计及施工概况
  2.1 矿井概况
  新疆天业(集团)有限公司呼图壁县东沟煤矿位于呼图壁县城西南70km,年设计生产能力初期为0.6Mt/a,主要环节为1.2Mt/考虑,属于大型煤矿。该矿井地层为一向北倾的缓倾斜单斜构造,岩层倾角10°~14°左右,煤层平均倾角13°。构造属简单构造类型。矿井内见可采、局部可采煤层8层,各煤层顶底板岩性为粗砂岩、细砂岩、粉砂岩。其中,主要以粗砂岩为主,岩体质量中等;水文地质类型为简单类型;煤层瓦斯含量较低,为瓦斯矿井;各煤层属于自燃煤层;有煤尘爆炸危险性。
  投产一采区运输、轨道及回风上山均沿B6煤层内布置。达产时一个综采面及3个掘进面保证产量。其中运输上山:上山倾角13°,斜长1378m。内装备带式输送机及候车,担负矿井第一煤组运煤、人员任务,兼作部分进风。上山净宽度4.5m,净断面积13.5m2,矩形断面,采用锚喷锚网支护。轨道上山:上山倾角13°,斜长1378m。上山采用串车提升,担负全矿井第一煤组提升矸、材料设备及主要进风等任务。上山净宽度3.6m,净断面积10.8m2,矩形断面,采用锚喷锚网支护。回风上山:上山倾角13°,斜长1378m。担负矿井第一煤组回风任务。上山净宽度3.5m,净断面积10.5m2,矩形断面,采用锚喷锚网支护。
  2.2 矿井施工概况
  目前矿井主平硐、副平硐、回风平硐、车场记及回风上山已施工完成。根据回风上山煤层揭露情况,与设计有变化几点:(1)由于B6煤层夹矸多、煤层变博,降低上部开采标高;(2)B6煤层倾角变化较大(8~13°),煤层顶板较稳定。目前主要的问题:(1)轨道上山如何布置;(2)辅助运输方式的选择。
  3.矿井辅助运输系统的现状及其特点
  结合近年来国内外矿井辅助运输设备的使用情况及发展趋势,目前主要有以下几种辅助运输方式:无轨胶轮运输系统;柴油机齿轨式卡轨车运输系统;有轨胶套轮齿轨机车运输系统;单轨吊式机车运输系统;架线电机车;绳牵引卡轨车系统。这些运输设备各有优缺点,都有各自的适用条件,在国内外矿井中都有使用。近年来,疆内外引进、研制开发了多种辅助运输设备,并在新疆内有些煤矿投入使用,尽管在使用中存在一些问题,但是发挥的作用是较明显。
  结合本矿井煤层赋存条件和开拓方式,适合本矿井的辅助运输方式有单轨吊式机车运输系统、绳牵引轨道系统。针对矿井目前存在的问题,在采区上山及顺槽以上两种辅助运输方式进行技术、经济比较。
  4、辅助运输方案的确定
  4.1 辅助运输方案比选
  方案一:单轨吊式机车运输系统
  副平硐采用电机车牵引矿车运输。在轨道上山下部车场布置换装硐室。在轨道上山采用单轨吊式机车运输系统。通过回风上山掘进所揭露的B6煤层厚度2.8m~3.2m,平均厚度为3.0m。煤层倾角为8°~13°。
  该方案轨道上山沿B6煤层布置,下部标高为+1620m,上部标高+1780m,上山倾角8°~13°,垂高为160m,斜长878m。上山采用单轨吊机车运输,担负全矿井提升矸、材料设备及主要进风等任务。
  上山净宽度3.6m,净高3.0m,净断面积10.8m2,矩形断面,采用锚喷锚网支护。
  该方案所发生的工程量如下:轨道上山斜长878m,中部车场(3个)长度为120m,在轨道上山下部车场布置换装硐室30m。设备:一台DZ15003+2型柴油机车(防爆柴油机功率80kW),起吊梁等配套设备。根据厂家了解,总费用为600万元。
  方案二:绞车牵引矿车轨道运输系统
  副平硐采用电机车牵引矿车运输。在轨道上山采用绞车牵引矿车轨道运输系统。通过回风上山掘进所揭露的B6煤层厚度2.8m~3.2m,平均厚度为3.0m。煤层倾角为8°~13°。
  该方案轨道上山在B6煤层底板岩石内布置,下部标高为+1620m,上部标高+1780m,上山倾角10°,垂高为160m,斜长921m。上山采用绞车牵引矿车轨道运输,担负全矿井提升矸、材料设备及主要进风等任务。上山净宽度3.6m,净断面积10.5m2,半圆拱断面,采用锚喷锚网支护。
  该方案所发生的工程量如下:轨道上山斜长921m,中部车场及区段石门中部车场(3个)长度为308m,在轨道上山上部车场54m,绞车硐室6m,绞车房回风道64m。设备:30kg/m的轨道(上山+顺槽)为4500m(大约54万元),运输顺槽无极绳牵引车一台(75kW,大约60万元),轨道上山1台JKB2.5×2/20型单筒防爆绞车,电机功率315kW,大约230万元。
  4.2 辅助运输方案优缺点比较
  以上两个方案由运输方式不同,上山布置方式和设备、井巷工程进行技术、经济比较。
  方案一有以下特点:(1)机车及牵引物均悬挂在一条天轨悬空运行,不受巷道变坡的影响;因此,上山沿煤层布置,采用综掘掘进,速度快,缩短投产期间;(2)单轨道运输方式,中部车场系统简单,车场直接与工作面运输、回风顺槽连接;(3)比轨道运输,单轨道运输系统大大提高了运输效率,减少了辅助运输环节,减少了人员数量,降低了运输劳动强度;(4)机动性能好,转弯半径小,因此,上山及车场总工程量少,井巷工程投资低;(3)设备投资高。
  方案二有以下特点:(1)设备投资低;(2)上山在岩石内布置,掘进速度慢,延长投产期间;(2)轨道运输方式,中部车场与与工作面运输、回风顺槽通过区段石门连接,系统复杂;(2)上山及车场总工程量多,井巷工程投资高。
  5、结束语
  综上所述,本矿井采用方案一单轨吊式机车运输系统,单轨吊这种辅助运输方式适应能力较强,对煤层赋存条件要求不高,安全性能较高。同时单轨吊式机车运输系统在新疆有很多矿井运用比较成熟,是大力推广的一种辅助运输方式,有成熟的技术工人和大量的现场经验。
  作者简介
  艾合买提.伊力亚斯(1966年6月15日),男,维吾尔族,本科,新疆煤炭设计研究院有限责任公司,高级工程师,现就职于新疆煤炭设计研究院有限责任公司,主要从事采矿设计等方面的工作。
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