矸石充填系统的设计与应用.pdf

矸石充填系统的设计与应用 新汶矿业集团泉沟煤矿 王怀德 关键词 矸石充填 系统设计 效果 泉沟煤矿位于山东省新泰市境内,1958年建井,1972年 提出改扩建方案,设计能力0. 45Mt/ a ,1977年改扩建竣工, 1978年移交生产,并当年达产,经过几十年的开采,矿井储量 逐步减少,1993年,被省煤炭工业局注销生产能力,矿井步入 生产后期阶段。 1 课题的提出 随着矿井储量的减少,正规采区越来越少,为了延长矿 井服务年限,把有限的资源全部开采完毕,泉沟矿把生产重 点放在了边角块段、 原先不能生产的地段及地质资料不清、 条件复杂的D级储量上,从1997年至今已开采边角块段和D 级储量300余万t ,但同时也带来了一系列问题,最主要是原 有采区生产系统报废,所有独立块段开采必须重新布置开拓 生产系统,由此造成岩石工程量大,副井提升能力难以满足 生产需要,车皮供应紧张,同时矸石山逐渐长高长大,需占用 大量耕地,因此如果把矸石充填老空区,既能解决副井提升 能力不足的问题,也解决了矸石山占地的难题。 2 矸石充填系统的设计 1确定充填方案。① 巷道充填,巷道充填系统简单,占 用设备少,但缺点是充填量少,不能从根本上解决问题;② 工 作面充填。工作面充填系统复杂,除要求正常的煤炭运输系 统,还要有排矸系统,设备占用量大,但优点是排矸量大,还 能出煤;经过比较,决定采用工作面充填方案。 2确定了以矸石换煤的方案。充填面选择在生产水平 井底车场以南的十一层工业广场保护煤柱内,① 离生产水平 近、 卸矸方便;② 煤炭可就近进入主井井底煤仓,省去施工大 煤仓的工作量。 3开采方案。工作面设计长度为40m,采7m留3m煤 柱,到达7m最大控顶距后,进行矸石充填,随充填随回柱,两 充填采场之间留3m煤柱,①减少地表下沉;②充填时不坍 塌,能充实;③ 掘进和充填不相互干扰。 4矸石充填系统。由- 115m大巷新掘卸矸车场和卸矸 煤仓,矸石由大巷经电机车直接进入卸矸车场,由卸矸机构 进入卸矸仓,车皮由车场直接进入采区,循环使用。矸石进 入卸矸仓后,由运输系统进入工作面上巷,工作面铺溜子,矸 石由溜子直接进入工作面,确定工作面充填有两个方案,① 卸矸仓下设破碎机,破碎后的矸石进入水平仓,水平仓下设 三个漏斗,矸石由漏斗装袋,袋子由运输系统进入工作面,人 工垒砌充填。② 不设水平仓,矸石不破碎,直接由运输系统 进入工作面,工作面溜尾接抛矸皮带,由抛矸皮带卸矸充填。 两方案相比较方案1工作量大,工人劳动强度大,优点是垒 砌结实,不需留煤柱,方案2工人劳动强度低,充填量大,缺 点是需留设煤柱以防坍塌,综合比较,认为方案2优点突出, 即用抛矸皮带充填,减少工人劳动强度,适当留设煤柱,有利 于充填,还可减少地表下沉。 矸石仓设计按两列矸石车容量来考虑,以便矸石车及时 周转。一列矸石车16辆,两列车容量设定为40m3。 5矸石仓、 小煤仓联系方式① 矸石仓与下巷通风方式 有两种一种为掘回风巷,长度30m,另一种为设立通风孔, 经过比较,在煤仓施工同时预留通风孔,满足了通风需要,节 省巷道30m。② 运煤系统小煤仓与- 115m卸载煤仓的联系 方式有两种一是经溜子进入卸载煤仓,二是用溜煤眼直接 进入卸载煤仓,综合比较,采用溜煤眼进入卸载煤仓,省人省 设备,经济效益好。 3 充填实际效果 2005年10月份开始充填,随着系统不断改进,日充填矸 石由原来的60余车到现在的160～180车,井下的矸石做到 全部不升井,地面洗矸也从副井下去充填,地面矸石山做到 了零增长,且有逐步下降的趋势,月产原煤5000t ,起到了以 矸石换煤的目的。 4 地面变形预计 由于工作面布置在工业广场煤柱内,地表变形必须严格 符合设计要求。经过理论计算及计算机模拟试验,泉沟矿地 面变形不超过一级建筑变形,且可以不留煤柱全部开采。为 慎重起见,仍采用了采七留三的开采方式,以确保地表变形 满足要求。 5 经济技术效益分析 现每天充填矸石160～180车,月均5000车,出煤月均 5000t ,年产煤6万t。 1每车矸石提升,电费需10元,加上维修费、 人工费, 每车共需20元,则年节约费用20500012 120万元。 2年产煤6万t ,每吨效益100元,年效益600万元。 3年节约耕地1000m2,费用100万元。 年创经济效益820万元。 71 2006年第6期 山东煤炭科技 RJY30 - 35Π500型架空乘人装置在石桥矿的应用 山东海力集团 张庆霖 张洪磊 魏永强 关键词 架空乘人装置 纵向度 横向度 水平度 导槽托辊 矿山架空乘人装置因具有运行安全可靠、 人员上下方 便、 操作人员少、 送量大、 一次投入低、 操作简单、 便于维护等 特点,现已在煤矿运输中得到广泛的应用。 1 矿山架空乘人装置的主要技术参数 石桥矿应用的架空乘人装置为BJY30 - 35Π500型,最大 运送距离L 400m,最大倾角24,最大速度1mΠs ,乘人间距 15m,上下运人效率210人次Πh ,钢丝绳型号619 -Φ22 - 1570 -特- ,防爆电动机型号Y B2 - 225M - 6 ,功率30kW, TPS250 - 63 - 3F型,减速器及电力液压块式工作制动器BY2 WZB - 300Π45 ,制动力距630Nm,驱动轮直径1200mm,托辊间 距8m。牵引绳在驱动轮上的围包角 180 。 2 矿山架空乘人装置的原理 头部设有动力驱动装置,尾部设有重锤张紧装置,以保 持架空线路上支托在托压索轮上的钢丝绳的正常运行的 张力和两轮间运载的挠度。人处于吊椅座上,吊椅的抱索器 紧紧抱死钢丝绳,驱动轮带动钢行色,不停的循环运行,完成 运送人员任务。 3 安装调试中出现的问题及解决对策 3.1 机头驱动装置机架,井巷托压索轮横梁、 机尾横梁横 向及纵向不水平问题 如果横梁预埋有问题,将严重影响人车的正常运行,不 但会造成托轮磨损严重,还会出现安全事故。安装时,应以 钢丝绳距巷道底板距为标准,一般为机头梁高度距底面 2050mm,中间梁2040mm,机尾轮梁2320mm。要求机头机尾 横梁高度偏差 ≤10mm,托轮横梁高度偏差 ≤20mm,水平 度为31000 ,中间横梁预埋设时工字钢11 底面平行于巷 道腰线,并且巷道二侧埋深相同,一般机头梁埋深800mm,机 尾梁埋深500mm,中间梁500mm。忌扭曲、 倾斜、 左右高低不 平。 3.2 机头驱动轮、 中间托压轮、 机尾涨紧轮纵向度不一致 问题 纵向度是决定架空人车运载索是否能平稳运行的关键 因素。如果出现驱动槽边缘与托压绳轮机槽面不在一纵 向线上,很容易出现运载索掉槽现象,给安全运行造成困难。 具体做法以巷道中心测点为基准点,根据驱动轮直径算出 驱动轮安装位置,并以巷道中心为轴线,在中间梁定出巷道 中点后,二侧等距定出托压轮位置。 3.3 巷道变坡点中间托压轮安装不当磨损严重问题 当碰到巷道坡度变化时,应根据巷道情况及坡度大小, 适当增加密集托压双轮。当坡度角 5 时,可采用 在变坡点加弧形密集中间梁,增加双托压轮的方式调节, 一般梁与梁的间距为1m,数量为4～5组,上变坡点采用双托 轮,下变坡点采用双压轮,如果坡度过大如20 ～35可采用 在下变坡点双压轮前增加一组双托轮的方法以加强人车运 行的平稳性。因中间梁是随底板变坡点而呈长弧形布置,载 荷由多个轮分散承载,有效地减少了对轮的磨损。 4 其他应注意的事项 1为使运载索准确进出驱动轮槽,减少轮槽的磨损,应 在距驱动轮300～500mm的二侧各加装一组导槽托轮。 2涨紧车要求安装必须水平,忌高低不水平和宽窄不 均,以免产生受力不匀和掉、 卡轮现象。 3在初试车时,应认真反复检查抱索器与运载索是否 上牢,严禁抱索器外紧内松,防止人员坐车后出现跑索现象, 造成人身事故。 4插绳时,其搭接长度不得小于运载索直径的1000倍, 在实际安装中,又人为增加了10 的安全系数。 5 结语 石桥矿于2005年4月安装使用了RJY30 - 35Π500型架空 乘人装置,通过对上面发现的问题进行相应解决改进后,效 果明显,运行更安全、 平稳,且在通过变坡点时过度平稳、 舒 适,没有座椅跳动的不舒服感,具有良好的运送效果。 作者简介 张庆霖 1974年出生,1996年毕业于贵州大学采 矿工程系,高级工程师,现任山东海力集团安全副总经理,曾 发表论文多篇。 6 结论 采用矸石充填采空区,以矸石换煤,矸石不升井,不占用 耕地,减少地面污染,实现了绿色开采,不但解决了工业广场 压煤问题,而且延长了矿井寿命,社会经济效益显著,这对资 源枯竭矿井,对矸石山污染地面,占用耕地,以及减少地面变 形,为矿山实现绿色开采,提供了一个经济可行的办法,值得 有条件的矿井借鉴推广。 作者简介 王怀德 毕业于山东科技大学,现任新矿集团泉 沟煤矿副总工程师,曾发表论文多篇。 81 山东煤炭科技 2006年第6期