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煤矿地面排矸运输系统的优化设计

来源:用户上传      作者: 陈玉标等

  【摘 要】随着新安煤矿原煤产量的增加和对煤质要求的提高,地面排矸石系统排矸能力满足不了生产需要,通过对影响排矸运输环节的原因进行分析,找出制约的原因主要是地面排矸运输能力需进行优化升级改造。经分析,在矸石仓至矸石山区间架设管状皮带或铺设地沟皮带运输,能有效地解决地面排矸运输系统的瓶颈,现对地面排矸运输系统的优化设计可行性进行探讨。
  【关键词】排矸运输系统;管状皮带或地沟皮带;优化设计
  0 前言
  河南大有能源股份有限公司新安煤矿是20世纪80年代建造的矿井,当时的设计生产能力只有120万t/a,随着社会的进步和科学技术的飞速发展,大量机械化设备的投入使用,以及近几年各生产系统的技术改造,矿井的生产能力有了大幅度的提高,目前该矿核定的生产能力为 150万t/a。随着原煤产量的增加和煤炭市场对煤质要求的提高,排矸量有所增加,地面排矸运输系统满足不了生产需要,经常出现矸石排不及而影响原煤正常生产。经分析,在矸石仓至矸石山区间架设管状皮带或铺设地沟皮带运输,可有效地解决地面排矸运输系统的瓶颈,既能满足排矸要求,又可节能提效,满足矿井正常生产的需要,现对地面排矸运输系统的优化设计可行性进行探讨。
  1 地面排矸运输系统的现状
  地面排矸运输系统采用架线电机车牵引一吨矿车运输,每列挂车18个,每班平均拉15趟,达到的最高趟数是20趟左右,将近270~360车。担负着全矿原煤筛选矸石的运输,能否顺利排矸,将直接制约着我矿的原煤生产、空车和料车周转时间,是咽喉所在。随着矿井生产能力的提高,地面生产系统中暴露出了一系列原设计中存在的问题,在一定程度上也影响和制约着矿井的正常生产。
  2 地面排矸运输系统现存的一系列弊端
  (1)地面排矸运输系统能力的不足,经常因排矸缓慢,直接制约着原煤的正常生产。
  (2)地面矸石车辆从矸石仓运行到矸石山一系列过程,设备多,环节多,工作流程复杂。
  (3)地面矸石车辆与井下矸石车辆共用一套翻罐笼,周转时产生冲突,地面矸石车辆的周转时间长。
  (4)地面运行的架线电机车、矿车、矸仓和矸石山的小绞车、液压溜煤嘴、翻罐笼电机和减速机等一系列设备由于频繁启动,设备损害大,维修频繁,影响生产的时间。
  (5)电机车拉着矿车在地面工业广场来回频繁运行,经过路口多,弯道多,容易发生掉道,产生的不安因素多。
  (6)现有运行拉矸石矿车都是废旧矿车,容易出现矸石结底现象,容量效率低, 运行过程中,容易在地面上漏矸石。
  3 架设管状皮带设计
  根据我矿安全生产实际情况, 鉴于现有地面排矸运输系统运输能力不足等一系列的现状,考虑到安全、环保、建设投资及运营成本诸多因素,建议采用管状带式输送机往矸石山碴仓运送矸石。
  3.1 铺设方案
  (1)采用管状带式输送机为主运输矸石,选用管径500mm。
  (2)采用地面露天架空铺设,占用宽度约1.5m左右(包括检修通道),高度为2.0m左右。
  (3)铺设带式输送机机头为矸石山碴仓,终点为筛选公司煤场。
  (4)现有储矸仓采用小皮带搭接到管状带式输送机上。
  (5)选煤厂矸石排出采用小皮带搭接到管状带式输送机上。
  (6)需要在管状带式输送机机尾安装小型受料缓冲仓一个。
  3.2 管状皮带的结构及工作原理
  管状皮带机基本结构是由呈六边形布置的辊子强制胶带裹成边缘互相搭接成圆管状来输送物料的一种新型带式输送机。它适用于各种复杂地形条件下输送密度为0~2.5t/m 的各种散状物料,环境温度使用范围-25~+40℃。
  管状皮带机的驱动装置、头轮、尾轮、张紧装置等部分与传统带式输送机完全相同。输送带在尾部过渡段受料后,逐渐将其卷成圆管状进行物料密闭输送,到头部过渡段再逐渐展开直至卸料。在管状带式输送机的中部主要输送路程段,输送胶带在压带辊及窗式托辊的作用下卷成圆筒状,输送物料被包在圆筒中间,随胶带一起移动,被输送到相应地点。
  由于输送物料被包在胶带卷成的圆筒中间,因此不会造成粉尘污染,是理想的环保设备;输送机还可方便的以一定圆弧转弯,可以实现在复杂情况下的工艺布置;此外,窗式托辊支架全部是质量轻、设计简单的钢架结构,投资少,安装方便,工期较短。
  3.3 管状皮带主要优点
  (1)可密闭输送散体物料,在输送过程中不洒落、不泄露,同时也防止了管外物料的混入。因此,实现了无公害绿色输送,保护了环境,无需架设带式输送机长廊或者密封罩,减少了基建等费用,降低了设备成本。
  (2)可空间弯曲布置输送线路,实现在垂直面和水平面内的拐弯,可绕过各种障碍物,而不需要中间转载,因此线路布置简单,故障率低,维修量少。
  (3)可提高输送倾角,物料被输送带围包在里面,通过侧压力及物料与输送带内表面之间的摩擦力作用,提高了输送倾角,充填系数越大,倾角可越大,最大可达30°。
  3.4 管状皮带性能特点
  (1)输送物料被包围在管状胶带内输送,因此物料不会散落及飞扬,反之,物料也不会因刮风、下雨受外部环境的影响,这样避免了因物料的散落而污染环境。
  (2)胶带被六只托辊强制卷成圆管状,可较少发生皮带跑偏现象,节省土建和设备投资,并减少了故障点及设备维护和运行的费用。
  (3)管状带式输送机自带检修通道,能以较小的弯曲半径实现空间运行。
  (4)由于输送带形成管状,其直径仅为相同普通带式输送机带宽的1/3,减少占地和费用。
  (5)创建了排矸运输环境。由于管状皮带是封闭运输,物料全部由皮带包裹不外漏,杜绝了沿途抛洒物料、粉尘,污染周围环境的问题。   3.5 管状皮带运输需注意的问题
  (1)管状皮带管径500mm,设备技术特征要求输送物料最大粒度不超过200mm。所以在生产、运输过程中要确保超径的物料不能进入管状皮带物料仓,防止大块物料进入运输系统危及设备安全运行。
  (2)生产过程中要控制好入料闸门开度,入料量不可超过300t/h,否则可能造成胀管事故。
  (3)安装时在管状皮带运输机机尾安装缓冲床,可减轻矸石块对皮带的冲击,保护皮带。
  4 铺设地沟皮带设计
  根据我矿安全生产实际情况, 鉴于现有地面排矸运输系统运输能力不足等一系列的现状,考虑到安全、环保、建设投资及运营成本诸多因素,建议采用地沟式TD75型带式输送机往矸石山碴仓运送矸石。
  4.1 铺设方案如下
  (1)采用普通的带式输送机为主运输矸石,选用带宽1m,H型皮带支架,槽型托辊。
  (2)挖设地沟式皮带走廊,水平铺设皮带,地沟宽度为3m左右,高度为2.2m左右。
  (3)铺设带式输送机机头为矸石山碴仓,终点为现筛选公司煤场。
  (4)现有皮带矸石仓采用小皮带搭接到主皮带上。
  (5)选煤厂矸石排出采用小皮带搭接到主皮带上。
  4.2 带式输送机运输矸石的优点
  (1)实现矸石的连续运输,效率高,影响时间短。
  (2)运送量较大。
  (3)运送距离可以延伸至相当长的长度。
  (4)在机体全长中的任何地方都可以装料和卸料。
  (5)安装、维护、保养较容易。
  4.3 带式输送机运输矸石的缺点
  (1)产生的粉尘较大,影响皮带走廊的视线。
  (2)由于矸石的装载量不均匀,容易发生皮带跑偏现象,磨损皮带。
  (3)行走路线受地形条件的制约限制。
  (4)冬季容易发生皮带粘结现象。
  (5)占用的空间较大,工程量大,维修不方便,还要安装照明设施。
  5 结束语
  煤矿要想在市场竞争中生存,经济效益要提高,科技创新和技术改造是关键。煤矿地面排矸运输系统的升级优化设计能够极大地提高运矸系统效率,在矸石仓至矸石山区间架设管状皮带或铺设地沟皮带运输,减轻了职工劳动强度,降低了排矸运输成本,争创了经济效益;可实现安全、减人、增效,创新运矸的方式;缓解矿车周转的时间和紧张局面,理顺运矸环节,矸石的运输量将大大增加。这样,既能满足排矸要求,又可节能提效,能有效地解决地面排矸运输系统的瓶颈,满足矿井正常生产的需要。
  [责任编辑:许丽]
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