基于煤礦開采系統(tǒng)采煤技術(shù)改造研究

趙仕元

[摘 要]本文借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的采煤技術(shù)改造理論與實(shí)踐研究成果，針對(duì)雙柳煤礦采煤技術(shù)存在的不足問題，提出對(duì)于煤礦開拓布局和煤礦各系統(tǒng)，包括通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等六個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行采煤技術(shù)改造，并形成了雙柳煤礦采煤技術(shù)改造的整體方案。雙柳煤礦為提高運(yùn)輸系統(tǒng)整體的提升能力，需要對(duì)于主要運(yùn)輸系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，為相關(guān)理論與實(shí)踐工作者提供參考。

[關(guān)鍵詞]煤礦；開采系統(tǒng)；采煤技術(shù)；技術(shù)改造

中圖分類號(hào)：F284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0112-01

1 通風(fēng)系統(tǒng)采煤技術(shù)改造思路

雙柳煤礦為保證煤炭生產(chǎn)和人員工作安全，需要簡(jiǎn)化現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)，使得礦井下風(fēng)流穩(wěn)定，井下工作場(chǎng)所中足夠的新鮮空氣，并且煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力與風(fēng)量關(guān)系滿足安全生產(chǎn)相關(guān)規(guī)定的要求。雙柳煤礦在現(xiàn)有工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)新建的副立井可以作為入風(fēng)及安全出口。同時(shí)，煤礦新建的回風(fēng)暗立井擔(dān)負(fù)后部層組二階段及二階段下山采區(qū)回風(fēng)任務(wù)。這種通風(fēng)路徑設(shè)計(jì)采用副立井入風(fēng)、暗回風(fēng)立井回風(fēng)，能夠有效降低風(fēng)阻；同時(shí)，由于通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，避災(zāi)路線短，利于礦井安全生產(chǎn)管理。通過通風(fēng)系統(tǒng)的采煤技術(shù)改造，雙柳煤礦的礦井將形成五入一回的通風(fēng)方式，即：副立井、配風(fēng)井、一采區(qū)主井、一采區(qū)副井及二采主井，五條井入風(fēng)，新建回風(fēng)立井配合原有的回風(fēng)斜井做總回風(fēng)。

2 排水系統(tǒng)采煤技術(shù)改造思路

為滿足未來生產(chǎn)的要求，提高排水系統(tǒng)的工作效率，雙柳煤礦將以直接排水方式取代現(xiàn)有的分階段排水方式。直接排水方式是運(yùn)用排水設(shè)備將煤礦礦井下的涌水沿斜井井筒敷設(shè)排水管路直接排到地面。采用這種排水方式，將提高雙柳煤礦排水系統(tǒng)的排水水平、減少泵房數(shù)量，簡(jiǎn)化整個(gè)排水系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)這種排水方式便于對(duì)排水設(shè)備、管路的維護(hù)管理。雙柳煤礦礦井排水技術(shù)改造后，將采用一次性直接排水，拆除原有一階段六片、二階段、三階段、二采區(qū)排水泵房，僅在三階段-800標(biāo)高重新安設(shè)一個(gè)集中排水泵房，并鋪設(shè)10寸的排水管路，垂直長(zhǎng)度974米，直接將井下涌水排到地面。雙柳煤礦為確保安全生產(chǎn)，必須保證集中排水房中的水泵在礦井服務(wù)年限內(nèi)能夠安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、合理的工作。因此，雙柳煤礦在選擇排水設(shè)備及其布置方式時(shí)，必須符合企業(yè)和國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)定的要求，并且在技術(shù)可行的基礎(chǔ)上，煤礦應(yīng)盡可能提高設(shè)備的裝備效率，充分發(fā)揮設(shè)備的潛力。雙柳煤礦將在集中排水房中布置4臺(tái)MD250-85×12型號(hào)水泵，水泵的相關(guān)技術(shù)參數(shù)：流量250m3/min，揚(yáng)程1020m，轉(zhuǎn)速1480r/min，配帶功率1250KW，效率70%，汽蝕余量3.9m，這些水泵能夠滿足在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌水量，保證礦井的正常生產(chǎn)。

3 基于運(yùn)輸系統(tǒng)采煤技術(shù)改造方案

3.1 主要運(yùn)輸系統(tǒng)

前部層組生產(chǎn)采區(qū)的煤炭提升仍由雙柳煤礦現(xiàn)有的各段皮帶斜井接力提升完成，但對(duì)部分不合理的皮帶機(jī)進(jìn)行更換。對(duì)于后部層組各采區(qū)的煤炭提升，雙柳煤礦新建二水平運(yùn)輸大巷和二水平皮帶井將現(xiàn)有的主運(yùn)輸系統(tǒng)與后部層組各采區(qū)連接。后部層組采區(qū)生產(chǎn)的煤炭由二水平運(yùn)輸大巷（電機(jī)車牽引三噸底卸式礦車）運(yùn)到二水平井底煤倉，再由新建二水平皮帶井運(yùn)至一水平井底煤倉，再由一水平井底煤倉轉(zhuǎn)載至一水平主井皮帶運(yùn)輸至地面煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)。強(qiáng)力皮帶機(jī)的機(jī)房增加一個(gè)配電室和一個(gè)控制室，控制室和皮帶機(jī)房使用玻璃窗口隔開，配電室設(shè)有一臺(tái)高防開關(guān)，一臺(tái)500KVA變壓器和兩臺(tái)變頻器，控制室里有一臺(tái)控制柜和皮帶司機(jī)操作臺(tái)。為解決粉塵大帶來的安全隱患，對(duì)于電機(jī)進(jìn)行更換，電機(jī)選用YBPT400-4型號(hào)防爆電機(jī)，該電機(jī)功率400KW，電壓1140v，電流112A，轉(zhuǎn)速為1485r/min。

3.2 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)

開拓巷道布置的改造在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)新建一個(gè)副立井，雙柳煤礦將在新副立井的井筒安設(shè)JKM-3.25×4（Ⅲ）型多繩塔式提升機(jī)，配備一對(duì)1.0噸礦車雙層四車罐籠，負(fù)責(zé)用于礦井人員的升降以及后部層組矸石及物料的提升。該立井矸石及物料的提升能力可達(dá)77萬噸/a，可滿足后部層組最高開拓量。由于前部層組資源量少，開采年限短，故二水平運(yùn)輸大巷不與前部層組連通，前部層組生產(chǎn)采區(qū)輔助提升由雙柳煤礦現(xiàn)有的各段軌道斜井接力提升完成。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造后絞車井斜井可取消二水平和三水平絞車，減少提升環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)載次數(shù)，增加了排矸能力，并且罐籠的人員升降效率更高，無特殊情況可不開猴車，但井下有猴車和罐籠兩個(gè)系統(tǒng)都可以運(yùn)送人員升入井，如果任何一個(gè)系統(tǒng)有故障，停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以使用另外一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)送人員，確保運(yùn)輸系統(tǒng)可靠。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)改造后，立井提升地點(diǎn)集中距離短、設(shè)備少，減輕運(yùn)輸?shù)陌踩芾淼碾y度，并且提升效率明顯提高：輔助運(yùn)輸系統(tǒng)每個(gè)循環(huán)所需時(shí)間由2小時(shí)縮短到0.1小時(shí)，每天運(yùn)輸總量由600車增加到1300車，礦車周轉(zhuǎn)率由25%提高到60%。

4 供電系統(tǒng)采煤技術(shù)改造思路

在不能增容的情況下，雙柳煤礦將從以下幾個(gè)方面對(duì)于供電系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。首先，建立一所新的地面開關(guān)所，位置選在立井附近，即在地面新設(shè)的壓風(fēng)機(jī)房的二樓，稱之為副立井開關(guān)所，其電源引自雙柳變電所。副立井開關(guān)所向此次通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造涉及的用電負(fù)荷供電，未涉及的仍由雙柳地面開關(guān)所供電。副立井開關(guān)所選用6kV固定式交流金屬封閉柜XGN2-12（Z）型金屬封閉柜開關(guān)柜18臺(tái)，同時(shí)設(shè)有二臺(tái)備用柜和2個(gè)備用間隙。開關(guān)所內(nèi)還裝設(shè)S11-315/6、315kV、6/0.4kV變壓器兩臺(tái)，供場(chǎng)地內(nèi)所有低壓用戶供電。正常情況下二臺(tái)同時(shí)工作，當(dāng)一臺(tái)故障停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)完全保證地面一、二級(jí)負(fù)荷的不間斷供電。為了提高供電質(zhì)量，減少線路無功損耗，在開關(guān)所的6kVⅠ、Ⅱ短母線上分別裝設(shè)一組1800kVAR容量的靜電電容器無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，總補(bǔ)償能力3600kVAR。選用ZRFC-1800/6型電容器無功補(bǔ)償裝置二套，除無功補(bǔ)償功能外還具有抑制諧波電流的作用，補(bǔ)償后開關(guān)所6kV母線的功率因數(shù)可提高到0.92以上。6kV開關(guān)所采用微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置一套，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所的監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)、記錄及遠(yuǎn)方通訊功能；第二，雙柳變電所新增出口1套，并將高壓柜及出口終端桿進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后，雙柳煤礦甲11091、雙柳煤礦乙12402供電到雙柳開關(guān)所，雙柳煤礦丙1119、雙柳煤礦丁1313供電到新建的立井開關(guān)所。第三，主扇雙電源改由立井開關(guān)所供電。為提高供電可靠性，兩開關(guān)所間設(shè)JKLYJ-240，0.50km聯(lián)絡(luò)線。為減少占地，將原主扇供電專線雙柳煤礦丙1313，即雙柳變電所至雙柳開關(guān)所段，共2.6km采用為L(zhǎng)GJ-240鋼桿雙回線。將開關(guān)所至主扇房間的主扇雙線路采用JKLYJ-240，0.50km雙回，將運(yùn)輸線11909開關(guān)所至主扇房段采用JKLYJ-240，做為兩所間聯(lián)絡(luò)線。通過線路設(shè)計(jì)、調(diào)整形成4條電源線供（雙柳開關(guān)所及立井開關(guān)所）2個(gè)開關(guān)所，兩所間有聯(lián)絡(luò)線供電方式。這種電源供電線路能滿足采煤技術(shù)改造后經(jīng)濟(jì)電流密度、發(fā)熱條件、電壓損失等要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 柴敬，高登彥，王國(guó)旺，崔亞仲.厚基巖淺埋大采高加長(zhǎng)工作面礦壓規(guī)律研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào).2009（04）.