優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)對礦井效益改進研究

杜學武

陜西陜煤集團神木檸條塔礦業(yè)有限公司,陜西榆林 719300

優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)對礦井效益改進研究

杜學武

陜西陜煤集團神木檸條塔礦業(yè)有限公司,陜西榆林 719300

通過切實可行的方法對井下運輸系統(tǒng)加以優(yōu)化，既可實現(xiàn)礦井的生產(chǎn)的平衡和設(shè)備節(jié)能，又可以對礦井檢修、煤矸分運和煤質(zhì)的提高等提供保障。因此，在確保井下安全生產(chǎn)的前提下，如何有效地優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)以期實現(xiàn)礦井經(jīng)濟效益不斷提高的目標，顯得尤為重要。

井下運輸系統(tǒng)；礦井效益；優(yōu)化

隨著礦井生產(chǎn)的開展和深化，井下具備兩條主運輸系統(tǒng)已司空見慣。不過，由于存在運輸系統(tǒng)設(shè)計不規(guī)范，生產(chǎn)管理方法落后，后期產(chǎn)能提升等因素的影響，礦井在日常生產(chǎn)中往往出現(xiàn)一邊的系統(tǒng)超負荷運轉(zhuǎn)，使得該線路開停不斷，事故頻繁，而另一條系統(tǒng)卻長期閑置，難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。一旦此臺膠帶輸送機發(fā)生故障，運轉(zhuǎn)不靈，容易導致礦井停產(chǎn)，而另一條運輸系統(tǒng)卻于事無補。還有，當采面遇過斷層或掘進頭施工于半煤巖巷時沒有相應(yīng)的措施保障，煤矸混運造成煤質(zhì)下降，嚴重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，有可能形成煤炭積壓銷售不暢。因此，運輸系統(tǒng)存在的問題可能阻礙煤炭生產(chǎn)的順利開展。因此對原有井下主運輸系統(tǒng)進行改進，提高礦井的經(jīng)濟效益勢在必行。下面以陜西陜煤集團神木檸條塔礦業(yè)有限公司的A礦井為例，就如何優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)以及礦井效益的改進作討論。

1 優(yōu)化運輸系統(tǒng)的方法

1.1 加裝調(diào)煤膠帶機溝通兩條運輸系統(tǒng)

A礦井生產(chǎn)高峰時，由于各采面都爭著出煤，膠帶機難免出現(xiàn)超載，這樣運輸過程中撒煤現(xiàn)象也就隨處可見。由于井下的兩條運輸系統(tǒng)沒有對接，根本無法實現(xiàn)相互之間的運量調(diào)節(jié)，以至經(jīng)常出現(xiàn)主運系統(tǒng)超載運行而主斜井系統(tǒng)空置的反常現(xiàn)象。所以，根據(jù)生產(chǎn)形勢的不斷變化，A礦井針對生產(chǎn)運輸中的種種難題，為了緩解主運系統(tǒng)的運輸壓力，較少主斜井欠載的現(xiàn)象，該單位通過加裝一臺機長78m，帶寬1.4m的膠帶機作為調(diào)煤膠帶機，在兩運輸系統(tǒng)之間互動調(diào)節(jié)。

同時，在東側(cè)的膠帶機與調(diào)煤膠帶機的交岔處，通過加裝兩套分煤裝置，立刻實現(xiàn)將部分東側(cè)的煤調(diào)到西側(cè)的運輸系統(tǒng)的目的。而針對可能出現(xiàn)的西側(cè)煤量大而東側(cè)小的問題，采取在西側(cè)集中巷往東開一條巷道，再添加一條長145m的膠帶機，把西側(cè)開采區(qū)的煤調(diào)往主運系統(tǒng)。該單位對運輸系統(tǒng)于2009年2月完成優(yōu)化，時至今日運轉(zhuǎn)效果非常理想。優(yōu)化之后，A礦調(diào)度室根據(jù)運輸系統(tǒng)運轉(zhuǎn)情況，指示井下膠帶司機操作調(diào)煤裝置，將煤東調(diào)或西調(diào)，從而避免運輸系統(tǒng)各自為政而影響生產(chǎn)的問題，單單這項改進，年創(chuàng)經(jīng)濟效益超過千萬元，并且降低了膠帶機開停次數(shù)，避免了灑煤現(xiàn)象，減少了機電事故的發(fā)生。

1.2 因地制宜地進行所需卸煤裝置設(shè)置

A礦井已有的膠帶機卸煤一般在其端部或在其機身長度范圍內(nèi)的某處，通過各式卸料裝置實現(xiàn)運輸系統(tǒng)的物流方向控制。在此，根據(jù)A礦井的實際情況，對其加以改進，完成了對卸煤量(全部或部分)的控制。其中手動可調(diào)分煤器主要是分煤板、手動繞放繩機構(gòu)、繩輪及鋼繩等部分組成。手動可調(diào)分煤器的工作原理是：當逆時針轉(zhuǎn)動繞放繩機構(gòu)時，分煤板由左轉(zhuǎn)到右，煤流沿主運輸上部膠帶進入主運運輸系統(tǒng)。反之，煤流則通過轉(zhuǎn)載膠帶機進入主斜井運輸系統(tǒng)。若分煤板在左、右之間，則將煤流分成兩股，分別流入兩條運輸系統(tǒng)。分煤量的大小由分煤板的位置來確定。為確保分煤安全流暢，此處加裝了膠帶機的堆煤保護及緊停按鈕。自制的電動卸煤裝器主要是卸煤犁頭、電動推桿、行程開關(guān)、機架、轉(zhuǎn)軸、防爆行程開關(guān)、操作按鈕等部分組成。當司機按升起按鈕時，電動推桿帶動犁頭升起，在5s內(nèi)收縮至上行程位，按下降按鈕時，電動推桿帶動犁頭落下，實現(xiàn)煤炭調(diào)運。

1.3 優(yōu)化皮帶運輸集中監(jiān)控系統(tǒng)

皮帶運輸線容易發(fā)生許多事故，諸如煤塵爆炸、漏煤眼著火、皮帶著火、浮煤著火、液力耦合器爆炸、電纜著火等。而這些事故大多由于監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障造成的，因此對A礦井的皮帶運輸集中監(jiān)控系統(tǒng)進行優(yōu)化。首先，是井下運輸系統(tǒng)的連鎖控制、延線急停、通訊、遠程監(jiān)視。在局域網(wǎng)上監(jiān)視井下設(shè)備工作狀態(tài)，通過工業(yè)控制計算機實現(xiàn)井下設(shè)備地面監(jiān)測、監(jiān)控，有詳細準確的故障檢測及顯示；其次，是皮帶保護有《煤礦安全規(guī)程》《煤礦安全質(zhì)量標準化標準》要求的：欠壓保護、過流保護、堆煤保護、防滑保護、防跑偏保護、煙霧保護、輸送帶張緊力下降保護、防撕裂保護、制動裝置、斷帶保護；再次，是溫度保護、防火(超溫自動灑水)、防塵灑水裝置。對環(huán)境溫度、電機軸承溫度、滾筒溫度、減速機溫度進行監(jiān)控。在轉(zhuǎn)載點安裝降塵電磁閥，自動控制開機開水、停機停水，做到不起塵。在機頭、機尾、拉緊裝置處設(shè)有煙霧、溫度控制的防火系統(tǒng)，如溫度超過規(guī)定值或有煙霧.直接控制自動灑水，起到防火作用；最后，是電流監(jiān)測，對電機進行電流監(jiān)測，避免因過負荷造成事故。

總之，煤礦皮帶機集中監(jiān)控系統(tǒng)運行安全可靠與否直接影響礦井的經(jīng)濟效益。為提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，優(yōu)化系統(tǒng)的綜合保護和集中監(jiān)控是非常必要的。

2 優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)的優(yōu)點及經(jīng)濟效益

2.1 優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)的對比

對A礦井的運輸系統(tǒng)進行改造之后，井下運輸系統(tǒng)從工作面到地面形成了一條龍連續(xù)運輸，其實際的運輸能力達到4 500t/h。在提高礦井綜采工作面高產(chǎn)、高效的基礎(chǔ)上，運輸能力達到了2 000萬t/年。這一模式提高了礦井抗風險能力和對市場的適應(yīng)能力，礦井高產(chǎn)高效建設(shè)的目標得以實現(xiàn)。與此同時，由于完成與后續(xù)運輸系統(tǒng)的合理對接，避免運輸中轉(zhuǎn)系統(tǒng)的停頓導致的運輸設(shè)備頻繁開停，減少生產(chǎn)設(shè)備損壞，保護礦井供電網(wǎng)絡(luò)安全，進一步提高了運輸系統(tǒng)發(fā)展的可持續(xù)性，其中機電事故率從原先的1.5%下降低到如今的0.3%左右，而且設(shè)備維修費由下降到現(xiàn)在的21.3萬元，至于全員效率大大提升，礦井輔助運輸費用在噸煤成本中所占比例明顯降低，僅為2～2.5元，是其他輔助運輸方式費用的1/5。另外，無軌膠輪車的使用，使公司各主要礦井綜采工作面搬家倒面速度由傳統(tǒng)的30d左右縮短到10d左右，基本達到了國外搬家倒面少減產(chǎn)和不減產(chǎn)的水平。同時，無軌膠輪車的使用，促進了礦井的大工作面開采，各項指標都有大幅度的提升。

2.2 優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)的經(jīng)濟效益

A礦井運輸系統(tǒng)的成功改造，為該礦高產(chǎn)高效礦井建設(shè)提供了可靠的保障，體現(xiàn)了礦井井下運輸系統(tǒng)改造的重要性。具體表現(xiàn)在：

1）進一步縮短運輸路線，精簡運輸流程，使得盤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合能力顯著加強；

2）規(guī)避上下斜井運輸過程中的安全風險，使得礦井運輸安全系數(shù)明顯改善，確保運輸安全的實現(xiàn)；

3）降低對絞車、鋼絲繩、鋼軌等輔助運輸設(shè)備、設(shè)施的投入資本，節(jié)約輔助運輸設(shè)備的大量維修費用，優(yōu)化后經(jīng)濟效益得以體現(xiàn)；

4）化解因盤區(qū)生產(chǎn)線路過長、軌道運輸超載而產(chǎn)生的運輸矛盾，使得盤區(qū)運輸效率大幅提升；

5）縮短了避災(zāi)路線，在應(yīng)急情況下，有利于員工的安全撤離；

6）拓寬軌道石門之后，促使運輸過程成為近水平運輸，這樣通過在盤曲投入、引進新型窄軌畜電池電機車，可以更加便于作業(yè)人員出入工作現(xiàn)場，降低作業(yè)人員不必要的體能消耗。

3 結(jié)論

井下運輸系統(tǒng)的能力是反映礦井經(jīng)濟效益的重要指標之一。其運輸系統(tǒng)相對落后，因而可以因地制宜，加以優(yōu)化和改造，提升礦井的綜合生產(chǎn)能力。通過優(yōu)化井下運輸系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的合理配置，可以很大程度上降低運輸成本，為建設(shè)高產(chǎn)高效礦井奠定堅實的基礎(chǔ)。

[1]徐永圻.煤礦開采學[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 1995.

[2]吳中立.礦井通風與安全[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版 社，1998.

[3]周霖.簡化礦井輔助運輸系統(tǒng)的技術(shù)研究[J].同煤科技， 2009(4).

TD8

A

1674-6708（2010）24-0091-02

杜學武，機電工程師，研究方向：機電