特大型煤礦主立井箕斗裝卸載系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

孫俊彥

（中煤能源研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054）

隨著礦井深部開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展以及建設(shè)規(guī)模的不斷增加，大型礦井越來(lái)越多，主立井箕斗裝卸載系統(tǒng)作為煤炭提升的咽喉環(huán)節(jié)，是連接原煤井下運(yùn)輸系統(tǒng)和地面生產(chǎn)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。本文以巴拉素礦井為例，淺析主立井箕斗裝卸載系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和路徑，為類(lèi)似礦井設(shè)計(jì)提供借鑒。

1 概況

1.1 礦井概況

巴拉素礦井位于陜西省榆林市以西約40km，地處榆橫礦區(qū)北區(qū)的中西部，井田總面積約294km2，礦井可采儲(chǔ)量為2605.56 Mt，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10.00Mt/a，服務(wù)年限為186.1a。礦井采用立井開(kāi)拓形式，布置了主、副立井、2 個(gè)回風(fēng)立井。礦井每年工作330d，井下系統(tǒng)采用“四六工作制”，每天4 班作業(yè)，3 班生產(chǎn)，1 班檢修，地面系統(tǒng)采用“三八工作制”，每天的凈提升時(shí)間為18h。

1.2 主立井提升系統(tǒng)概況

主立井井口標(biāo)高+1207.4m，箕斗裝載水平標(biāo)高+685m，井筒凈直徑φ9.6m，提升機(jī)采用井塔式布置形式，配備2 套多繩摩擦式提升機(jī)2×JKM-5×6 擔(dān)負(fù)煤炭提升任務(wù)。井筒內(nèi)布置2 對(duì)45t 六繩提煤大型箕斗，采用“一”字形布置方式，箕斗斷面尺寸為3370mm×1550mm，采用端面組合鋼罐道，滾輪罐耳導(dǎo)向，罐道間距3500mm，本體高度22300mm，采用異側(cè)裝卸載方式。主立井提升箕斗首繩懸掛裝置均采用6 套XSZ-300×6 鋼絲繩張力自動(dòng)平衡首繩懸掛裝置，尾繩懸掛裝置采用4 套XWB260（B）扁尾繩懸掛裝置。

2 井底裝載系統(tǒng)

2.1 箕斗裝載方式的確定

目前主立井井下裝載有以下幾種常用方式：一種是倉(cāng)下裝載帶式輸送機(jī)配合定量斗進(jìn)行裝載；另一種是定重裝載帶式輸送機(jī)配合液壓分配溜槽進(jìn)行裝載。兩方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 2 種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比表

從表1 可知，裝載輸送機(jī)+定量斗和定重裝載輸送機(jī)+液壓分配溜槽2 種方式各有利弊，采用裝載帶式輸送機(jī)+定量斗方式雖然前期礦建投資較高，但是運(yùn)行期間裝載環(huán)節(jié)較少，主要設(shè)備技術(shù)成熟度高，后期保養(yǎng)維護(hù)方便，且主要機(jī)械設(shè)備投資較小，因此本礦井?dāng)M選用的裝載方式為裝載輸送機(jī)+定量斗。

2.2 井底裝載工藝

主立井井筒井底西側(cè)設(shè)置1 號(hào)、2 號(hào)井底煤倉(cāng)，直徑為10m，倉(cāng)容為2200t。每個(gè)煤倉(cāng)下口均設(shè)置4 臺(tái)防爆型帶式給料機(jī)，布置2 臺(tái)帶寬B=1800mm 的裝載輸送機(jī)。主立井采用“一對(duì)一對(duì)二”的裝載方式：即每臺(tái)裝載輸送機(jī)為1 個(gè)定量斗輸送原煤，1 對(duì)箕斗由1 個(gè)定量斗分配原煤。

3 井口卸載系統(tǒng)

3.1 箕斗卸載方式選擇

大型箕斗井口卸載通常采用以下2 種方式：一是選擇機(jī)械曲軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)卸載，另一種是選擇外動(dòng)力進(jìn)行靜止卸載。對(duì)2 個(gè)方式進(jìn)行技術(shù)分析，各方案技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 箕斗卸載方式技術(shù)對(duì)比表

由于本礦井主提升設(shè)備選用45t 箕斗，滿載運(yùn)行期間鋼絲繩受力非常大，為了盡量減少卸載用時(shí),提高效率，且為了避免井口卸煤時(shí)對(duì)井口土建結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)造成沖擊，所以井口卸載采用液壓外動(dòng)力卸載方式，在卸載點(diǎn)位置上布置2 套卸載裝置，分別對(duì)2 套箕斗進(jìn)行卸載。

3.2 卸載外動(dòng)力形式選擇

常見(jiàn)的大型箕斗卸載外動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式一般可選擇氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)。對(duì)2 個(gè)方式進(jìn)行技術(shù)分析，各方案技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表3。

經(jīng)過(guò)以上分析，裝、卸載時(shí)應(yīng)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，因此巴拉素煤礦箕斗裝、卸載外動(dòng)力采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式。

4 巴拉素煤礦主井裝卸載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

（1）在井口受煤倉(cāng)上口卸載溜槽內(nèi)設(shè)置角度為10°鋼軌篦子，凈寬度400mm，篦子可以防止大塊煤過(guò)碎，增加大塊率，增加精煤的可選擇性。增加篦子也是為了保護(hù)受煤倉(cāng)的土建結(jié)構(gòu)，起到緩沖和防砸的作用。

（2）采用定量斗的裝載方式，中間運(yùn)行環(huán)節(jié)較少，設(shè)備技術(shù)度成熟，后期維保容易，設(shè)備投資較少。定量斗采用防水隔爆型YCKB 型四點(diǎn)稱(chēng)重系統(tǒng)進(jìn)行重量控制，稱(chēng)重精度高，可以防止箕斗過(guò)載事故的發(fā)生。

（3）箕斗卸載閘門(mén)采用外滾輪式底扇形閘門(mén)，可以有效避免在裝載或運(yùn)輸過(guò)程中閘門(mén)撒煤情況的發(fā)生。

（4）在井塔標(biāo)高+25.550m 安裝有32t/5t 過(guò)軌起重機(jī)，方便在主立井井塔內(nèi)箕斗的安裝與更換，以及電氣設(shè)備和非標(biāo)設(shè)備的起吊、安裝及檢修。

（5）利用主立井提升機(jī)一次循環(huán)時(shí)間，通過(guò)計(jì)算確定裝載帶式輸送機(jī)輸送量，從而準(zhǔn)確的確定裝載帶式輸送機(jī)的選型依據(jù)。

（6） 主立井箕斗裝卸載處四角罐道采用200×125×16 角鋼組合對(duì)焊罐道，采用非標(biāo)組合焊接罐道提升了罐道的受力狀態(tài)，提高了提升系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（7）采用液壓外動(dòng)力卸載方式，箕斗?？课恢帽３趾愣?，可降低提升距離，從而縮短一次提升時(shí)間，提高運(yùn)行效率。

5 結(jié)語(yǔ)

近幾年，在復(fù)雜的國(guó)際和國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，在發(fā)揮煤炭保供和國(guó)民經(jīng)濟(jì)兜底作用的背景下，隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，特大型現(xiàn)代化礦井會(huì)越來(lái)越多，礦井設(shè)計(jì)時(shí)主立井裝卸載系統(tǒng)的安全性和可靠性變得越來(lái)越關(guān)鍵。巴拉素煤礦45t 箕斗主立井裝卸載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，可為我國(guó)特大型礦井建設(shè)提供借鑒。