薄煤层矿井辅助运输方式论证

  • 格式:pdf
  • 大小:835.26 KB
  • 文档页数:3

芦村一号煤矿在矿井建设中,建设单位提出能否改变原设计的辅助运输方式来取得更好的技术经济效果,为此需要在矿井建设现状条件下,结合矿井相关设计规范,通过技术、经济等方面进行对比论证。

1矿井概况芦村一号煤矿位于陕西省富县西南,设计生产能力2.40Mt/a,服务年限为28.7年。

矿井可采煤层为2号煤,其中井田东部以中厚煤层为主,厚度在2m左右,井田西部以1.3m以下的薄煤层为主。

矿井采用“主斜+副立”单水平开拓,开拓水平标高为+685m。

矿井投产时,井下布置2个工作面,装备1个中厚煤层综采工作面(1.8Mt/a)和1个薄煤层综采工作面(0.6Mt/a)。

2矿井建设现状(1)井筒施工进度。

矿建一期工程3条井筒(主斜井、副立井、回风立井)均已施工完成,且均未进行井筒装备。

(2)井底车场及相关硐室施工进度。

井底车场绕道剩余230m就可完成。

井下医疗等候硐室和井底避难硐室已施工完成,井底其它硐室均未施工。

(3)大巷施工进度。

设计副立井与主斜井通过中央辅助运输石门连通,目前中央辅助运输石门(坡度3‰~5°)已施工600m,剩余800m。

中央带式输送机大巷长度2000m,剩余1200m。

中央辅助运输大巷已施工1000m,剩余1000m。

中央1号回风大巷和中央2号回风大巷均未施工。

3辅助运输方式的对比3.1方案的提出本矿井辅助运输巷道倾角0°~6°,投产初期总运输距离约5.5~6.5km,其中顺槽长度约3.3km。

根据现有巷道的施工情况,由于井筒已经施工完成,井底车场绕道已基本形成,车场已预留有轨运输条件,可满足矿用防爆柴油钢轮普轨机车和防爆柴油机无轨胶轮车运输。

故仅对中央辅助运输大巷和工作面辅助运输巷的辅助运输方式提出如下3种方案:(1)方案一:“无轨胶轮车”方案(以下简称无轨方案),即:所有辅助运输巷道采用无轨运输系统。

(2)方案二:“无极绳连续牵引车”方案(以下简称有轨方案),即:所有辅助运输巷道采用有轨运输系统。

(3)方案三:“无轨胶轮车+无极绳连续牵引车”方案(以下简称无轨+有轨方案),即:大巷采用无轨运输系统,但工作面巷道采用有轨运输系统。

3.2设备配置薄煤层矿井辅助运输方式论证*王晓(中国煤炭科工集团北京华宇工程有限公司西安分公司,陕西西安710075)摘要结合矿井建设的实际现状,提出薄煤层辅助运输方式的3种方案,对比在3种不同方案下的设备配置,测算出井下最大班作业时间,通过技术、经济、人力资源消耗等方面的综合比较得出其最佳的辅助运输方式。

关键词薄煤层;辅助运输;技术经济中图分类号:TD50文献标志码:A文章编号:1009-0797(2018)05-0141-03Demonstration of Auxiliary Conveyance in Thin Coal Seam MinesWang Xiao(Xi’an Branch of Beijing Huayu Engineering Co,.Ltd.,China Coal Technology&Engineering Group Corp,Shanxi Xi’an710075)Abstract:Combined with the actual situation of mine construction,offered three schemes for the auxiliary transportation of thin coal seam, Comparison of equipment configuration under three different schemes,Calculation of the longest operation time in the underground,through the comprehensive comparison of technology,economy,and human resources consumption,obtain the best way of auxiliary transportation.Key words:thin coal seam;auxiliary transportation;technical economy*基金项目:西安科技大学能源学院青年教工创新项目(2015-NY-005)。

141··技术特征车辆配置使用条件到达工作面时间最大班作业时间类型型号数量巷道倾角辅助运输大巷辅助运输顺槽无极绳绞车硐室换装硐室长度/m断面积/m2长度/m断面积/m2长度/m断面积/m2数量长度/m断面积/m2数量无轨方案运人无轨胶轮车WC20RE8<5°(局部<10°)340020.09325013.540min 3.6h 自卸式无轨胶轮车WC5E15防爆支架搬运车4(租)其它防爆无轨胶轮车6防爆柴油机车CCG-10/900Y1有轨方案防爆柴油机车CCG-10/900Y2车场<5‰其它<10°340020.0929709.887017.38695min 6.88h 无极绳连续牵引车SQ-90/132P6调度绞车6无轨+有轨运人无轨胶轮车WC20RE6<6°(局部<10°)340020.0929109.883023.16265min 5.28h 自卸式无轨胶轮车WC5E10防爆支架搬运车4(租)其它防爆无轨胶轮车6防爆柴油机车CCG-10/900Y1无极绳连续牵引车SQ-90/132P4备注:1.井下辅助运输工作人员定岗按照防爆柴油无轨胶轮车司机1人/台;防爆柴油钢轮普轨机车司机1人/台;无极绳连续牵引车司机1人/台,跟车工1人/台,机头、机尾车场把钩(兼信号)工各1人/台;调度绞车司机1人/台,把钩(兼信号)工1人/台;2.人员运输时间为副立井井底车场至首采工作面开切眼运输时间。

针对上述提出的3个辅助运输方案,设计分别进行了辅助运输设备选型、巷道断面布置、最大班作业时间等相关技术比较,详见表1。

从表1中可以看出,方案一的无轨辅助运输系统效率最高,最大班作业时间为3.6h;方案二的有轨辅助运输系统效率最低,最大班作业时间需要6.88h,不能满足辅助运输需求,将会影响矿井正常生产;方案三的“无轨+有轨”辅助运输效率居中,最大班作业时间需要5.28h,接近矿井井下的每班6h工作时间。

4技术经济比较4.1技术比较(1)无轨方案。

采用纯无轨方案的优点主要有:①可实现辅助运输连续化运输直达工作面,运输环节简单,用人少,速度快效率高;②对巷道底板的要求相对较低,可在起伏不平的巷道中运行,且转弯半径小;③运输较为灵活,可实现一机多用,运输品种不受限制;④搬家速度较快,可有效提高矿井生产效益[1]。

缺点主要有:①辅助运输大巷巷道断面大,支护较为困难,并需增设存放、错车、调向硐室等;②运输设备投资相对较大;③无轨胶轮车存在一定排气污染问题。

(2)有轨方案。

采用纯有轨方案的优点主要有:①辅助运输大巷巷道断面小,支护较为容易,且以煤巷为主;②采用矿车运输,辅助运输设备投资小。

缺点主要有:①辅助运输环节复杂,运输效率低,操车等辅助运输用人多[2-3];②工作面巷道采用无极绳运输,需增加无极绳硐室工程量;③工作面巷道长度大多为3000~4000m左右,需两条无极绳搭接运输,运输效率低;④后期下井人员到达工作面时间超过1个小时,材料运输难度较大。

(3)有轨+无轨方案。

采用该方案的优点主要有:①运输速度较快;②辅助运输顺槽巷道断面小,易于支护;③顺槽采用矿车运输,辅助运输设备投资小;④工作面辅助运输顺槽断面小,以煤巷为主[4]。

缺点主要有:①辅助运输环节复杂,运输效率低,操车等辅助运输用人多;②大巷与顺槽之间的换装需人力配合,换装时间不宜把握,辅助运输效率低下;③工作面巷道采用无极绳运输,需增加无极绳硐室工程量;④煤层底板较软,容易底鼓引起轨道变形,而影响正常辅助运输[5]。

4.2经济比较目前,副井井筒施工已经结束,副井提升设备及配电等已招标完成,结合现场实际施工情况,对3种方案从设备投资、井巷投资、劳动资源消耗等方面进行比较。

表13种方案主要技术特征及设备配置142··(1)设备投资。

3种方案在井筒装备、副井井架、副井提升设备、提升机房配电控制等方面的投资是一样的,故仅对差异部分进行对比,设备投资对比详见表2。

表2设备投资对比表(2)井巷投资。

由于副井井筒已经施工完成,井底车场和辅助运输大巷也已基本形成,故仅对工作面辅助运输巷及其相关硐室的投资进行比较,井巷投资对比见表3。

表3井巷投资对比表表4劳动力投资对比表(3)劳动力投资。

采用不同的辅助运输方式其所配备的人员也有所不同,3个方案的人力资源费用对比见表4。

人员综合费用按6万元/人·年,工资总额只计算了生产后前20年折合的现值。

4.3小结从上述的技术经济比较分析来看,方案二(有轨辅助运输系统)的投资费用最少,但其运输效率低,井下工人的最大班作业时间达到6.88h ,已超出规范规定的6h ,材料运输存在较大难度,技术上不能满足要求,不推荐此方案。

方案一比方案三初期投资少990万元,另外,无轨辅助运输方案可实现辅助运输直达工作面,系统简单、环节顺畅、作业人员少、劳动强度低、运输速度快、效率高,无轨胶轮车对巷道底板的要求相对较低,可在起伏不平的巷道中运行,转弯半径小,具有很强的适应性。

5结语通过上述的技术经济分析,再结合邻近矿井党家河煤矿在矿井投产时,辅助运输系统为有轨系统,后经技术改造,将井下辅助运输系统改为无轨运输,满足井下辅助运输的要求,提高井下辅助运输的效率。

因此,推荐矿井井下辅助运输采用防爆无轨胶轮车运输。

参考文献[1]卢如意,郭帅.矿井辅助运输系统现代化改造[J].煤矿机械,2013(10):174-176.[2]杨韬仁.我国煤矿辅助运输的现状和无轨胶轮技术的应用[J].煤炭科学技术,2006(3):21-23.[3]晏伟光.煤矿辅助运输方式选择探讨[J].煤矿机械,2013(3):234-236.[4]倪兴华.安全高效矿井辅助运输关键技术研究与应用[J].煤炭学报,2010(11):1909-1915.[5]王斌.煤矿无轨辅助运输设备的应用与发展趋势[J].煤矿机械,2013(8):1-3.作者简介:王晓(1986-),男,山西运城人,中国矿业大学硕士研究生毕业,工程师,现从事矿井设计与咨询方面的工作。

(收稿日期:2017-12-13)序号设备单位方案一(无轨系统)方案二(有轨系统)方案三(无轨+有轨)数量费用/万元数量费用/万元数量费用/万元1矿用柴油机车台150********无轨胶轮车台291214——229163无极绳绞车台——61500410004调度绞车台——660——5矿车(平板车)台30151005060306小计1279171019967差异对比±0431717序号巷道及硐室单位方案一(无轨系统)方案二(有轨系统)方案三(无轨+有轨)数量费用/万元数量费用/万元数量费用/万元1工作面辅助运输巷m 3250358629703140291030762无极绳绞车硐室m ——3605623605623换装硐室m————602214小计3586370238595差异对比±0116273序号工种单位方案一(无轨系统)方案二(有轨系统)方案三(无轨+有轨)数量费用/万元数量费用/万元数量费用/万元1司机/把钩工/信号工人901141172材料工人123024人员综合费用按6万元/人·年,工资总额只计算了生产后前20年折合的现值。