立井開拓礦井供拌料系統(tǒng)的優(yōu)化探索

劉國棟 朱 超 鄭文昊

（兗州煤業(yè)股份有限公司濟寧三號煤礦，山東 濟寧 272169）

隨著現(xiàn)代化大型礦井的不斷出現(xiàn)，礦井噴漿鋪底用量逐漸增大，特別是近年來重型無軌膠輪車逐漸推廣應(yīng)用于礦井工作面安撤運輸過程，對礦井的巷道噴漿鋪底要求逐漸提高，原有的混凝土噴漿供料及攪拌方式已不能滿足礦井的運輸需求。

1 概述

濟寧三號煤礦為設(shè)計年產(chǎn)500萬t的特大型現(xiàn)代化立井煤礦，礦井于2000年12月28日正式投產(chǎn)，現(xiàn)核定生產(chǎn)能力650萬t/a，采用立井開拓方式，在國內(nèi)立井中最早使用井下無軌膠輪車運輸，應(yīng)用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的兗礦綜采放頂煤核心技術(shù)。自建礦以來，礦井運輸方式采用有軌與無軌并存的輔助運輸系統(tǒng)，運輸巷道采用錨噴支護方式。軌道采用30kg/m和24kg/m鋼軌，軌距900mm，無軌系統(tǒng)采用多種車型的無軌膠輪車運輸，實現(xiàn)了材料、設(shè)備的直達(dá)運輸，提高了運輸效率，其在工作面設(shè)備安撤中充分發(fā)揮了安全快速的優(yōu)勢。如圖1所示。

圖1 濟三煤礦輔助運輸簡圖

2 供料系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用

濟三煤礦每年的工作面安裝在3～4個，工作面鋪底長度在1800～2300m不等，鋪底硬化時間在1個月左右，保證了工作面安裝任務(wù)的有序進行。隨著礦井的不斷開拓延伸，工作面運輸線路鋪底的距離逐漸增長，工作面的設(shè)備逐漸增多，路面質(zhì)量等級也逐步提高。原有的利用軌道運輸人工拌料方式已無法滿足礦井的建設(shè)需求，為從根本上解決運輸線路鋪底和巷道噴漿材料供應(yīng)，結(jié)合礦井主要采區(qū)集中在礦井西部，在礦井西部五采區(qū)建立攪拌站，利用現(xiàn)有的軌道運輸系統(tǒng)用底卸式礦車運輸砂石至料倉，在攪拌站和水泥混合進行攪拌后放至膠輪車，由膠輪車運至施工現(xiàn)場。

2.1 膠輪車運輸

礦井膠輪車運輸灰料的主要車型為WC3J(A)輕型防爆膠輪車和WC8E型多用途車。WC3J(A)輕型防爆膠輪車額定載重3t，車廂舉升高度1.4m，舉升角度35°，對運行線路底板要求較高，廣泛應(yīng)用于井下支護材料、小型設(shè)備、散裝物料的運輸。該車外型尺寸滿足車輛直接進出罐籠的要求，可實現(xiàn)井上下的直達(dá)運輸。雖然該車型可以井上下直達(dá)運輸，但如果車輛從地面通過副井下井后再運至施工地點，由于車輛數(shù)量多，車輛排隊上下時間較長，且影響副井提升其他物料。WC8E型多用途車具有快速翻料自卸功能，額定載重8t,爬坡能力12°，車廂容積可達(dá)4.5m3，對車輛運輸巷道底板要求較低，但受到車輛尺寸限制，無法直接上下井。為提高車輛運輸效率，在井下施工砂石料倉，保障了供料的連續(xù)性。

2.2 軌道運輸

礦井井底車場為便于無軌膠輪車運行，所有軌道均為埋入式，供料軌道運輸設(shè)備有MDC1.7-9型底卸式礦車、MDG1.7-9型水泥車及CTY8/9G防爆特殊型蓄電池電機車。其中MDC1.7-9型底卸式礦車根據(jù)副井提升要求進行調(diào)整，長2.1m，寬1.2m，高1.5m，有效容積約1.36m3，軸距650mm，牽引高度360mm，最大載重2300kg，車體帶有杠桿式控制手柄,手柄末端上方可插定位銷，控制手柄的起落，從而控制礦車底卸擋板的開閉。通過副井雙罐下井后經(jīng)電機車運輸進入西回軌道系統(tǒng)，用JKB-2×1.5防爆液壓提升機進行串車提升作業(yè)。為提高車輛運輸效率，保障供料的連續(xù)性，在西輔西回第二聯(lián)絡(luò)巷由南向北施工三個料倉，分為水泥倉（53.7m3）、沙倉（54.8m3）、混合料倉（56.6m3），現(xiàn)場配套設(shè)施包括氣動阻車器、FG-900-1.5型翻車機和除塵風(fēng)機。卸料時和混合料采用人工開啟礦車手柄放料方式，水泥采用翻車機進行卸料。為防止料倉內(nèi)進入異物雜料和人員安全，在砂倉和混料倉上口加裝篦子和蓋板，在水泥倉上口加裝篦子護欄，并用鋼板包圍用于除塵風(fēng)機抽排揚塵。

2.3 攪拌站設(shè)置

煤礦原有的拌料方式是利用車輛將砂料和袋裝水泥運至施工現(xiàn)場，人工破袋攪拌，該方式效率低，攪拌質(zhì)量不能保證。為此礦井料倉下口設(shè)置封閉攪拌站，料倉倉口正下方分別對應(yīng)一部螺旋輸送機和兩部供料器，通過螺旋輸送機和皮帶將灰料運到攪拌機內(nèi)。攪拌機為JS1500型攪拌機，所有開關(guān)按鈕集中控制，便于崗位人員操作。在螺旋輸送機和供料器上裝有定量裝置，可調(diào)節(jié)物料配比，經(jīng)過攪拌機充分?jǐn)嚢?，攪拌均勻后放料人員開啟攪拌機下料口的氣動閘門，將拌好的料漏入膠輪車料斗內(nèi)，發(fā)由膠輪車運至施工地點。根據(jù)膠輪車所需的料類的不同，開啟不同料倉閘門，通過供料器、皮帶、螺旋輸送機將料運至攪拌機進行攪拌，從而得到所需的物料。操作流程如圖2所示。

圖2 攪拌站拌料操作流程

3 攪拌系統(tǒng)完善優(yōu)化

3.1 完善攪拌站降塵系統(tǒng)，凈化作業(yè)環(huán)境

為減少攪拌機落料期間產(chǎn)生揚塵，在攪拌機放料閘門處安裝環(huán)形噴霧，在攪拌站外側(cè)下風(fēng)口安裝全斷面噴霧，在放料結(jié)束后，攪拌站操作人開啟閘門噴霧可將車廂內(nèi)物料表面進行濕潤降塵，并配合司機蓋上防塵罩后運輸。由于攪拌采用干式攪拌，在攪拌機上料部分產(chǎn)生少量粉塵，為有效阻斷粉塵進入運輸線路，在攪拌站兩側(cè)安裝降塵噴霧。如采用人工開關(guān)閥門，操作環(huán)節(jié)多，實際效果難以保證，為此該礦采用在攪拌站加裝自動降塵系統(tǒng)，通過電控箱和電控閥與降塵噴霧管路連接，當(dāng)攪拌機皮帶啟動時同時啟動降塵系統(tǒng)，其控制箱控制電磁閥使其開啟降塵噴霧，皮帶停止運行后降塵系統(tǒng)設(shè)置的1min關(guān)閉延時，有效減少揚塵進入運輸巷道。

3.2 改進機具設(shè)備，提高鋪底質(zhì)量和效率

輔順鋪底原有的施工方式為車輛運輸至施工現(xiàn)場后，人工加水?dāng)嚢瑁鑴蚝笥孟菙囍恋装逶偃斯つテ?，效率較低且質(zhì)量不能保證。為此礦井在集中鋪底地段安設(shè)JZC/320型混凝土攪拌機，在現(xiàn)場進行加水?dāng)嚢枋炝喜㈦S鋪隨走。平巷抹面時采用風(fēng)動振動尺或風(fēng)動抹面機進行集中抹面，在坡度大于6°路段壓設(shè)防滑條紋，提高了鋪底效率和質(zhì)量，保證了施工進度。

3.3 發(fā)展方向

經(jīng)過多年的運行發(fā)現(xiàn)，攪拌站的選址和翻料方式對供料拌料的效率日漸重要。如在井底車場附近設(shè)置料倉，可減少斜巷運輸環(huán)節(jié)，提高車輛周轉(zhuǎn)率。底卸式礦車漏料速度慢，如遇到砂料潮濕等情況更不易漏，且與普通廂式礦車配件不通用造成維護成本高，應(yīng)盡量選用普通廂式車廂，并采用翻車機進行翻車，可減少車輛損壞，提高卸料效率，并可實現(xiàn)裝矸石車和料車通用互換。為減少水泥揚塵，結(jié)合地面水泥罐車輸送原理可對輕型膠輪車進行改造，車廂改為罐車，利用車載動力將水泥壓入水泥倉，并將水泥倉上口封閉。根據(jù)濟三煤礦現(xiàn)有的使用量，每班2～3車即可滿足，既做到了清潔生產(chǎn)又提高了運輸效率。

4 結(jié) 論

在井下進行集中拌料后，降低了工人勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)效率，改善了井下鋪底噴漿現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境，保證了混凝土配比質(zhì)量，消除了噴漿鋪底材料分散儲存造成的不必要浪費，實現(xiàn)了拌料機械化和連續(xù)化。