煤礦矸石山雙碼提升軌道的設(shè)計與應(yīng)用

陳玉標　趙帥　張正義　崔石欣

【摘 要】煤礦矸石山是礦井的咽喉，制約著原煤正常生產(chǎn)，隨著科技的創(chuàng)新，煤炭開采機械化程度的提高，開采工藝的一系列要求，開掘巷道數(shù)量的增加和二水平的延伸，矸石量大大增加，矸石山排矸能力滿足不了生產(chǎn)需要，經(jīng)常出現(xiàn)矸石排不及而影響生產(chǎn)。經(jīng)多方論證，在矸石山對矸石山鋪設(shè)雙碼提升軌道，能有效地解決排矸系統(tǒng)的瓶頸。

【關(guān)鍵詞】矸石山；雙碼提升軌道

中圖分類號： TD633 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）06-0259-002

【Abstract】The coal mine waste rock is the throat of the mine，which restricts the normal production of raw coal. With the innovation of science and technology，the improvement of the degree of coal mining mechanization，a series of requirements of the mining process，the increase of the amount of excavation roadway and the extension of the second level，the amount of meteorites Greatly increased，the capacity of rock drainage in the Lanshi Mountain can not meet production needs.Frequent occurrence of meteorite platoons will affect production.According to many arguments，laying a double-coded lifting orbit on the Dangshan Mountain in Lanshi Mountain can effectively solve the bottleneck of the drainage system.

【Key words】Rock Hill；Double yards lifting track

0 前言

河南大有能源股份有限公司新安煤礦是上世紀80年代建造的礦井，當時的設(shè)計生產(chǎn)能力只有120萬t/a，隨著社會的進步科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大量機械化設(shè)備的投入使用以及近幾年各生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)改造，礦井的生產(chǎn)能力有了大幅度的提高，目前該礦核定的生產(chǎn)能力為150萬t/a，原來年出矸量為30萬t/a。隨著掘進巷道的增加和二水平的延伸，矸石山的排矸量下一步將大大增加，矸石山排矸能力滿足不了生產(chǎn)需要，經(jīng)常出現(xiàn)矸石排不及而影響生產(chǎn)。

1 設(shè)計的原則、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

煤礦矸石山雙碼提升軌道的設(shè)計原則：①在現(xiàn)有排矸提升運輸系統(tǒng)上進行技術(shù)改造；②減輕職工的勞動強度；③保障提升運輸?shù)陌踩煽啃?，避免運輸事故發(fā)生；④提高矸石山排矸效率；⑤節(jié)支降耗，維護方便。

為滿足上述原則，本文設(shè)計煤礦矸石山雙碼提升軌道的關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點如下：①單雙碼交替的軌道鋪設(shè)工藝；②兩種信號互用的控制方式。

2 設(shè)計方案及工作原理

2.1 方案設(shè)計

經(jīng)分析，目前，公知的煤礦矸石山提升排矸系統(tǒng)大多為單碼單箕斗車提升排矸系統(tǒng)或雙道雙碼箕斗車提升排矸系統(tǒng)，存在一系列不足之處：

（1）由于矸石山左右不均衡，地基不穩(wěn)，易造成雙軌傾斜，發(fā)生運輸事故，影響提高排矸能力和生產(chǎn)效率。

（2）雨季垮塌的不穩(wěn)定性和日常的維護要求，工人維護勞動強度和工作量比較大，還需要投入大量的材料維護費用，嚴重制約著礦井生產(chǎn)能力。

為了克服現(xiàn)有的煤礦矸石山排矸系統(tǒng)能力不足、效率低、維護成本高，設(shè)計一種煤礦矸石山雙碼提升軌道方案如下：

采用單雙碼交替的軌道鋪設(shè)工藝 在底部裝載坑至上部對稱道岔段，鋪設(shè)左右兩側(cè)箕斗車都行走相互獨立的軌道，中間雙軌交會，上部道岔至卸載支架段都行走同一段單軌進行卸載，從而完成單軌裝、卸，中間雙軌交會的軌道。

采用兩種信號互用的控制方式 采用絞車滾筒安裝旋轉(zhuǎn)編碼器與司控道岔電控箱信號相互配合，從而完成信號自動控制開、閉道岔。

2.2 工作原理

提升軌道下部對稱道岔直接鋪設(shè)軌道到底部裝載坑，沒有道岔轉(zhuǎn)載機構(gòu)，上部對稱道岔利用提升絞車滾筒上安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器傳輸給司控道岔電控箱的信號控制道岔開、閉。發(fā)生道岔開程不到位時，發(fā)出聲光報警故障信號，提醒絞車司機減速停車，卸載機構(gòu)采用單雙車雙用卸載支架。三面翻矸箕斗車運行過程中，從底部裝載坑至上部對稱道岔段，左右箕斗車都行走相互獨立的軌道，中間雙軌交會，上部道岔至卸載支架段都行走同一段單軌，從而完成單軌裝、卸，中間雙軌交會的軌道。

司控道岔電控箱根據(jù)來自牽引三面翻矸箕斗車的提升絞車滾筒上安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器給出的信號對三面翻矸箕斗車運行狀態(tài)進行判斷，當正常運行到中部兩車交會位置時，旋轉(zhuǎn)編碼器測出信號與人工設(shè)置的信號一致，則輸出信號給司控道岔電控箱，由電控箱發(fā)出指令使司控道岔動作實現(xiàn)道岔右開通，從而使右側(cè)三面翻矸箕斗車順利通過上部道岔。當再次交會時，道岔實現(xiàn)左開通，從而從而使左側(cè)三面翻矸箕斗車順利通過上部道岔。當發(fā)生道岔開程不到位時，發(fā)出聲光報警故障信號，提醒絞車司機減速停車，待巡檢工檢查處理問題后方可開車。

3 應(yīng)用及效益情況

矸石山雙碼提升排矸系統(tǒng)技術(shù)改造后，矸石山排矸能力將達到72萬t/a，充分地滿足礦井生產(chǎn)發(fā)展需要，為礦井的長遠發(fā)展提供強有力的保障，保證正常生產(chǎn)需要。

（1）應(yīng)用情況：矸石山雙碼提升排矸系統(tǒng)改造后，排矸能力明顯增大，由現(xiàn)場排矸系統(tǒng)月排矸能力為3萬t，改造后月排矸能力增至6萬t。

（2）社會效益：矸石山排矸能力的提升，解決了制約礦井由年產(chǎn)150萬t向180萬t發(fā)展中存在的瓶頸問題，為提高產(chǎn)量和獲得長遠經(jīng)濟效益做出了積極貢獻。

（3）經(jīng)濟效益：改造后矸石山左右均衡，地基穩(wěn)固，不易造成雙軌傾斜，避免了運輸事故的發(fā)生；杜絕了雨季矸石山垮塌現(xiàn)象；減輕了工人軌道維護的勞動強度和日常工作量，節(jié)省了大量的材料維護費用，每年可節(jié)省各項費用支出30余萬元。

（4）提高礦車周轉(zhuǎn)率：能夠使礦車的周轉(zhuǎn)速度更加快捷，根本上改變了礦車利用緊張的被動局面。

（5）提效創(chuàng)益：確保了地面矸石倉的順利運轉(zhuǎn)，最重要的是提高了生產(chǎn)效率，增加了矸石的排放量，保證了原煤的正常生產(chǎn)，能帶來更大的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

煤礦要持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟效益要提高，科技創(chuàng)新和技術(shù)改造是關(guān)鍵。通過矸石山雙碼提升排矸系統(tǒng)改造，極大地提高了運矸系統(tǒng)效率，理順了運矸環(huán)節(jié)，能夠加大運輸量。特別是可以實現(xiàn)單軌道裝、卸，中間雙軌道交會的軌道運輸卸載的同時，避免箕斗車發(fā)生竄道、掉道、碰車等運輸事故，排矸效率得到極大地提高，工人維護勞動強度和工作量小，維護成本少，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟適用，安全可靠性提高。