超化煤礦南矸石山排矸系統(tǒng)改造

【摘 要】介紹了超化煤礦南矸石山排矸系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及改造的必要性，并較為詳細(xì)的論述了皮帶機(jī)的改造過程及使用效果，節(jié)約了成本，消除了安全隱患，保證了安全生產(chǎn)，具有一定的推廣價值。

【關(guān)鍵詞】排矸系統(tǒng);皮帶機(jī);改造;應(yīng)用

鄭煤集團(tuán)超化煤礦投產(chǎn)以來，主、副井提升系統(tǒng)、南矸石山提升系統(tǒng)、井下主煤流系統(tǒng)經(jīng)過多次升級改造，年產(chǎn)量由原設(shè)計的90萬噸提高到200萬噸，做為排矸系統(tǒng)的南矸石山，每年承載著58萬噸的矸石量，近年來山的高度不斷增加，山腳下矸石滾落區(qū)域已經(jīng)接近農(nóng)房，并且人員作業(yè)越來越困難，直接影響到作業(yè)人員和設(shè)備的安全，因此排矸系統(tǒng)改造勢在必行。

改造前的現(xiàn)狀

超化煤礦南矸石山排矸系統(tǒng)是由提升絞車、翻車機(jī)、三面翻矸車及卸載架組成，矸石由翻車機(jī)卸載到三面翻矸車斗內(nèi)，然后由提升絞車鋼絲繩牽引至矸石山頂卸載位置進(jìn)行排放矸石。南矸石山現(xiàn)在提升高度已達(dá)到230米，雖然三面翻矸車能三面進(jìn)行排放矸石，但是現(xiàn)狀是矸石山南面和西面已經(jīng)毗鄰工廠和村莊，為避免發(fā)生意外，只能往東南方向一面排矸，因此矸石山升高爬道（卸載架）的次數(shù)越來越頻繁，并且山頂越來越陡峭，人員作業(yè)時安全難以保證。

改造的必要性

為保證人員和設(shè)備安全，以及矸石滾落造成的農(nóng)村糾紛，保證礦井矸石的正常排放，確保礦井的安全生產(chǎn)，必須對排矸系統(tǒng)進(jìn)行改造。

改造方案

現(xiàn)經(jīng)協(xié)調(diào)東南面的兩個廢舊廠房歸我礦矸石山翻矸使用，但由于三面翻矸車不能直接將矸石翻至該區(qū)域，因此需加裝一部皮帶輸送機(jī)，由翻矸車將矸石翻至皮帶上，再由皮帶將矸石傳送至該區(qū)域，確保矸石正常翻運。

根據(jù)矸石山排矸量：Q=400t/h，煤的松散密度：ρ=1.6t/m3進(jìn)行選型計算，選用1000mm膠帶運輸機(jī)。電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=1480r/min，帶速v=2m/s，能滿足矸石的輸送量。

改造措施

1、基礎(chǔ)施工

在距矸石山頂部5米處東面施工一個寬3米深1米的溜槽，溜槽坡度45°，溜槽內(nèi)設(shè)計部分阻擋物，減少矸石翻落時沖擊力。溜槽上口向下垂高5米處施工一個平臺，平臺為扇形，角度120°，距溜槽最遠(yuǎn)處18米。然后在平臺上安裝支柱，設(shè)計加工并安裝溜矸筒，溜矸筒容積為5m3，溜矸筒與溜槽連接。

2、設(shè)計改造SDJ-150皮帶輸送機(jī)

由于一部新的SDJ-150皮帶輸送機(jī)經(jīng)預(yù)算需要約50萬元的資金，資金量太大，并且根據(jù)現(xiàn)場條件及實際作業(yè)需要，機(jī)頭驅(qū)動部分需在中間，卸載部分為伸出式并能上下自由轉(zhuǎn)動，并且整部皮帶機(jī)以溜矸筒出矸口為中心可以左右旋轉(zhuǎn)120°，以方便大范圍翻矸。所以決定由我礦機(jī)修隊自行改制一部SDJ-150皮帶輸送機(jī)。

利用原SDJ-150機(jī)頭做為驅(qū)動部放在中間，前方加一空硬架子連接卸載架，后方兩空硬架子連接機(jī)尾。

經(jīng)過實地測量，溜矸嘴與地面位置垂直距離為1.05米，與機(jī)尾后墻的水平距離為1.5米左右。由于現(xiàn)有條件是運輸距離短，整部皮帶機(jī)僅有18米左右，驅(qū)動部硬架子與機(jī)尾僅有9米，如果安裝普通150機(jī)尾架，經(jīng)計算機(jī)尾與驅(qū)動部位的坡度約為20°，坡度太大并且機(jī)尾受矸點與溜矸嘴落差太大，受矸點受力增大，根據(jù)以上條件，我們自行設(shè)計加工了加高機(jī)尾架和一個特殊的滑靴，抬高機(jī)尾部，使坡度降為6°。然后在特殊的滑靴上面安裝緩沖梁、緩沖滑槽作為受矸點。

由于機(jī)尾部與驅(qū)動部距離太近，致使?jié)q緊機(jī)構(gòu)無安裝的空間位置。我們自行設(shè)計加工一套滑道式漲緊裝置，將一部JH-5T回柱絞車固定在驅(qū)動滾筒前部，將漲緊架固定在機(jī)尾處特殊滑靴上，張緊滾筒滑道安裝在驅(qū)動部后面的硬架子上，通過繩輪組的導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)鋼絲繩拉動漲緊滾筒在滑道上移動，達(dá)到漲緊的目的，滑道還起到導(dǎo)向作用。

根據(jù)機(jī)頭高度及各部件實測距離，利用CAD制圖繪制出1：1皮帶機(jī)總圖，以驗證皮帶機(jī)安裝皮帶后是否會產(chǎn)生干涉等，又通過實地放線來找正，定出導(dǎo)向滾筒、張緊滾筒、張緊滑輪組、JH-5T回柱絞車等的安裝位置。

同時考慮到矸石山平臺位置和翻矸需要，并且能滿足皮帶的安裝和延伸方便的需求，我們設(shè)計了伸出式、可拆卸式轉(zhuǎn)動卸載架。卸載架由落地式改為伸出式，加三角撐進(jìn)行加固，卸載架與硬架子之間采用過渡連接架連接，方便延伸硬架子，卸載架與過渡連接架采用銷子連接，使卸載架能根據(jù)翻矸需要向上或向下轉(zhuǎn)動一定的角度。

由于整部皮帶全部都采用硬連接，使整部皮帶成為一體，降低了維修量，并且在使用過程中便于左右旋轉(zhuǎn)時統(tǒng)一移動。

皮帶機(jī)如下圖：

使用中的技改措施及效果

矸石山頂部平臺基礎(chǔ)施工完成后，利用礦井停產(chǎn)大修時間將改造后的皮帶機(jī)在矸石山上進(jìn)行安裝。

使用過程中，在卸載架上分別用兩條鋼絲繩固定在山頂進(jìn)行張緊，由于卸載架下方處于懸空位置，為方便延伸皮帶安裝硬架子，在卸載架上部安裝液壓油缸，利用油缸自身的拉力拉住卸載架，使工人能在安全的位置上安裝硬架子。

為滿足皮帶機(jī)左右旋轉(zhuǎn)的需要，在皮帶機(jī)架左右兩邊分別安裝兩個液壓油缸，如果在某一個卸載位置下矸石排放滿，可以溜矸筒為中心，整體機(jī)架利用油缸的推力向左或向右旋轉(zhuǎn)一定的角度，繼續(xù)排放矸石，整個過程全部利用液壓系統(tǒng)操作，減輕了工人勞動強度，保證了作業(yè)者人身安全。

該系統(tǒng)投入運行以來，使用效果良好，保證了矸石的正常排放，確保了礦井的安全生產(chǎn)。