阳煤二矿+470水平南翼主运输系统改造方案设计

2014-10-22李占山

山西煤炭 2014年7期

关键词：煤仓运输系统大巷

李占山

（山西国辰建设工程勘察设计有限公司采矿所，山西阳泉 045000）

1 工程概述

1.1 矿井概况

1）阳煤二矿井田内有两个开采水平：+560水平和+470水平；+560水平开采3号、6号、8号、9号、12号、13号煤，+470水平开采15号煤；每个水平布置两组大巷（南翼大巷和西翼大巷），大巷两侧布置上下山采区。

2）矿井3号、8号、12号煤采用倾斜长壁综采法：采煤机落煤，液压支架顶板。15号煤采用综采放顶煤法（工作面采用液压支护顶板、采煤机落煤、装煤，矿压自重放顶煤、刮板输送机运煤、全部垮落法管理顶板）。15号煤赋存稳定，平均厚度6.49 m，煤层结构简单，直接顶易冒落，顶底板管理较容易。综采放顶煤工作面割煤高度2.4 m，放煤高度4.09 m，采放比 1∶1.7。

3）+470水平有西翼和南翼开拓大巷，南翼布置有：三采区、五采区、七采区、九采区、十一采区、十三采区。三采区和五采区已采结束，七采区剩下一个工作面，生产主要在九采区、十一采区和十三采区。+560水平两个采煤队生产190 t/a。+470水平三个采煤队生产570 t/a，南翼安排一个采煤队，西翼安排一个采煤队，另一个采煤队根据回采工作面衔接在西翼与南翼之间跳采。当+470水平南翼有两个采煤队同时生产时，产量最高可达480 t/a，而现有的南翼主运输能力不足,严重制约正常生产。

1.2 主运输系统的现状

1）东、西主斜井现状：主要参数及井筒装备，如表1所示。

表1 东、西主斜井的主要参数及井筒装

2）主提升设备现状：由东、西两个斜井承担，胶带输送机运输。东斜井主要担负+470水平的原煤提升，西斜井主要担负+560水平的原煤提升，两者之间有联络胶带输送机沟通，负责两个水平产量的均衡。

主要参数如下：①东斜井强力带式输送机（负担+470水平原煤），型号：DX-GX-1200型，安装长 1 350 m，带宽1 200 mm，带强3 500 N/mm，带速4 m/s，配用4台GRQ-158-8型电动机，电机功率4×380 kW，电机电压等级6 k灾，4台减速器型号均为JZH2R1300，减速比17.6；输送机小时运输量930 t/h。②西斜井强力带式输送机（负担560水平原煤），型号：GDS-1000型钢丝绳胶带机，安装长980 m，带宽1 000 mm，带速3.15 m/s，配用2台ZD2-172-1B型直流电动机，电机功率 2×400 kW，转速 320～100 r/min，额定电压400灾，2台减速器型号均为ZHJ1700，减速比35.65，小时运输量600 t/h。

1.3 +470水平主运输系统的现状

1）南翼大巷运输的现状：采用14 t架线电机车牵引4 t底卸式矿车，共15列，每列矿车数25个，每列车的运输能力100 t，担负+470水平南翼的主运输任务，南翼现有地质储量1.5亿t，可采储量为1.13亿t，服务年限还有30 a。+470水平南翼运输能力4.0 Mt（其中辅助运输能力按0.5 Mt计），远小于其5.0 Mt/a的设计生产能力。

2）西翼大巷运输的现状：现有 4701、4702、4703三部胶带机，全长5 330 m，担负西翼大巷八采区、十采区、十二采区及十四采区的主运输任务。①4701高强度胶带机的带宽B=1 200 mm，机长2 780 m，带速3.5 m/s，运输能力1 500 t/h，配有4台YB2-355M2-4型电动机，功率4×250 kW，额定电压1 140 k灾，胶带输送机张紧装置SYZ2-A-15/30自动液压张紧装置，拉紧力150～300 kN。电动机起动采用PLC控制系统，并附变频软起动。②4702高强度胶带机的带宽B=1 200 mm，机长 1 601 m，带速 3.5 m/s，运输能力1 500 t/h，配有3台YB2-355M2-4型电动机，功率250 kW×3，转速 1 480 rpm，额定电压 1 140/660 k灾，3台H2SH12+1FAN减速器，减速比22.4，胶带输送机张紧装置为SYZ2-A-/200自动液压拉紧装置，拉紧力200 kN，电动机起动采用PLC控制系统，并附加变频软起起动。③4703高强度胶带输送机带宽B=1 200 mm，机长 1149 m，带速 3.5 m/s，运输能力1 500 t/h，配有3台YB2-355M2-4型电动机，功率3×250 kW，转速 1 480 rpm，额定电压 1140/660 k灾，3台H2SH12+1FAN减速器，减速比22.4，配备为SYZ2-A-/200自动液压拉紧装置，拉紧力为200 kN。电动机起动采用PLC控制系统，并附加变频软起起动。④三部胶带机均具有紧急联锁停车防跑偏、打滑、烟雾、超温洒水、纵撕、堆煤、温度保护等装置，并在盘型闸上装有防逆转装置（防逆转托辊）。

2 选择主运输系统应考虑的主要因素

①利用现有主斜井提升系统，减少巷道工程量。②避免与原有巷道相交，在不影响胶带机运输的情况下，力求多布置煤巷，少布置岩巷；煤巷沿煤层顶板布置。③在满足设备布置和《煤矿安全规程》的基础上，尽量减小巷道断面。④改造后的胶带运输系统应能向东、西主斜井现有提升胶带机给煤。⑤胶带运输系统的改造施工不能影响矿井正常生产。

3 主运输系统的改造方案分析

3.1 主运输系统改造方案一

由九采区煤仓西侧沿15号煤层顶板，并与南翼回风大巷平均间距45 m布置一条胶带运输大巷，在+470水平井底车场至南山风井附近之间布置另一条胶带运输大巷，再与从九采区煤仓附近布置的一条胶带运输大巷贯通于南山风井煤柱线附近，在东、西斜井之间新建一个井底煤仓与胶带运输大巷连接，煤炭从九采煤仓、南翼主运煤仓通过胶带运输大巷运输到南翼主运井底煤仓，再经过东、西斜井主运输胶带运输到选煤厂进行洗选外运，形成+470水平南翼主运输系统。见图1。

1）+470水平南翼现有两条大巷，一条轨道大巷，一条回风大巷。为了不影响现有系统，方案一从九采煤仓以西21 m处布置一个南翼主运煤仓，从煤仓下口向北布置一条胶带运输大巷，至南山风井煤柱附近。巷道全长3 988 m，其中煤巷2 850 m，岩巷1 138 m。最大坡度5°。安装两部胶带运输。

2）由南山风井附近布置第一部胶带运输大巷至东主斜井井底煤仓上方。巷道全长1 844 m。其中煤巷1 339 m，岩巷505 m。最大坡度9°。安装一部胶带运输机运输。该煤仓位于东、西斜井之间，煤仓下口通过联络巷与东、西斜井联系。

3.2 主运输系统改造方案二

从九采区煤仓西侧沿15号煤层顶板布置一条胶带运输大巷与西翼二部胶带运输大巷贯通。巷道位于南翼回风大巷西侧，并与南翼回风大巷平均间距45 m。煤炭从九采煤仓通过+470水平南翼胶带运输到西翼二部胶带、西翼一部胶带运输至现有的井底煤仓，由东、西主斜井主运胶带运输到选煤厂进行洗选外运，形成+470水平南翼主运输系统。见图2。

1）方案二从九采煤仓以西21 m处向北布置一条胶带运输大巷，并与西翼二部胶带运输大巷贯通。巷道全长4 171 m。其中煤巷2 325 m，岩巷1 846 m。最大坡度5°，安装两部胶带运输（与方案一第一条胶带运输大巷相同）。

图1 主运输系统改造方案一简图

2）由于南翼胶带运输能力500万t/a，而现有的西翼主运胶带运输大巷的最大运输能力300万t/a，故西翼第一部胶带及第二部胶带能力不能满足运输要求，需要重新选型更换。再者现有井底煤仓（有效高度52 m，直径8 m）容量2.6 kt，不能满足容量要求，方案二将现有的井底煤仓由原来的8 m直径刷大到10 m直径，煤仓容量提升到4.1 kt，以满足新增煤量对煤仓容积的要求。

3.3 方案的比选

1）技术比选：方案一的优点为系统相对独立，它与现有运输系统互不干扰，煤仓容量大；缺点为工程量大，改造工期长。方案二的优点为系统简单，工程量较小，少布置一条胶带运输大巷、一个配电硐室和一个煤仓，并能有效利用原巷道；缺点为主运输系统依赖于原西翼主运一部和二部胶带，需重新更换一部和二部胶带，并且原有煤仓需直径要刷大到10 m，影响西翼胶带运输时间3个月，影响产量72.5万t。另外，一旦西翼一部或二部皮带出现故障，会造成+470水平停产，对矿造成较大影响。

2）经济比选：经过技术经济比较，确定选择方案一。