[煤矿开采过程中井下矸石的运输及提升]地下煤矿开采过程

　　【摘 要】煤矸石是我国工业固体废料中产生量、累计积存量和占地面积最大的固体废弃物。另外在矸石的运输上面临越来越多的困难，这严重制约的矿井生产与安全。本文提出煤矿井下对矸石的运输采用胶带机运输及箕斗提升的方法，来解决其运输的问题。
　　【关键词】煤矿；辅助运输；矸石箕斗提升
　　1、国内井下辅助运输概况
　　目前国内煤矿除少数矿井采用了单轨吊车、卡轨车和无轨胶轮车等新型高效辅助运输装备外，大部分矿井仍在延用多段分散落后的运输方式，这种传统的辅助运输方式运输环节多，占用设备多，作业人员多，运输效率低，安全状况差，已经严重影响了企业经济效益，阻碍了我国煤炭工业实现安全高效的步伐。a
　　我国煤矿辅助运输机械化发展速度缓慢，道路艰难曲折，这种状况长期得不到改变的原因主要有3个方面：
　　（1）我国煤矿辅助运输机械化起步较晚，直至20世纪80年代才开始研制工作。国产辅助运输设备本身技术性能不完善，质量不稳定，故障多，产品不成系列，不便设计选用，关键元部件不过关，仍需国外进口，销售价格居高；进口辅助运输设备技术含量高，价格昂贵，备件短缺，维修困难，某些进口产品的技术性能也不完全适合我国煤矿的地质条件，加之煤矿职工队伍文化程度低，直接影响到了国外先进辅助运输设备的推广、使用和维修。
　　（2）国内煤矿有限资金的优先投向是直接出煤的装备，而非“高消费”的辅助运输机械化。
　　（3）老矿井巷道断面小、低板起伏多、转弯半径小、支护强度低、上下山坡度大，限制了大型辅助运输设备的应用。新建或技改矿井，虽然加大了巷道断面，改善了支护情况，但受投资、巷道支护强度、地质条件的影响，仍无法采用新型高效的辅助运输系统。
　　2、矸石运输和提升设备
　　在我国大多数矿区内，由于地质条的件限制和生产习惯的影响，辅助运输仍以矿车运输、立井罐笼提升、斜井小绞车串车提升为主。
　　（1）矿车运输
　　矿车运输的最大优点在于其能同时统一解决矸石、人员和物料的运输问题。但是，矿车运输为多段分散式运输，管理比较困难，另外，矿车的容积有限，不能连续运输。矸石的装卸效率低，许多环节都需人工进行。对此，有些矿井采用加高矿车斗箱等措施，使之有所改善，但从根本上并无法解决效率低下的问题。
　　（2）罐笼提升
　　国内大型矿井基本采用双层四车多绳罐笼，井筒布置两至三个罐笼。罐笼提升普遍存在矿车进出罐机械化程度低，通过能力低的问题。虽然操车设备一直在发展，销齿推车机、集中液压站等普遍使用，使这些问题得到很大的改善，但必要的休止时间是不可能省的，较箕斗提升效率依然不高，进一步提升较困难。
　　（3）斜巷小绞车提升
　　斜巷小绞车提升一次仅能提升4～5辆矿车，且提升距离长，速度慢；需设置上下口摘挂钩人员与绞车驾驶人员。为辅助运输占人数最多的环节。同时也是事故的多发环节。
　　据统计，我国煤矿辅助运输人员约占井下职工总数 的1/3以上，有些矿甚至达50%。这大大增加了矿井上下人员与罐笼提人时间。在安全事故方面，辅助运输的工伤事故，约占井下工伤事故总数的30%。
　　3、矸石运输机械化的改进
　　为了实现矿井安全高效发展，必须努力提高辅助运输的机械化程度，加快其发展速度，才能较快和较大幅度地提升矿井全员效率，降低煤炭生产成本，这是煤矿企业拓展利润空间、增强竞争能力的最佳方式之一。煤矿辅助运输机械化是一个比较复杂的课题，我国幅员辽阔，煤矿众多，井型各异，不同矿区的煤层地质条件、井巷开拓及开采方式各不相同。因此，各矿辅助运输机械化方式不可能单一，而是多样化并存。无论老矿、技改矿或新建矿，各矿需结合本矿具体情况，建立适合本矿的高效辅助运输系统，逐步实现全矿井辅助运输的机械化。
　　（1）胶带运输
　　矸石胶带化运输，即工作面煤矸由耙装设备耙入胶带机，最终由胶带机运出，其间不需矿车或胶轮车转换。控制好耙装机每次耙装量，不会出现压胶带情况；同时，加大胶带机的巡回检查和设备维护力度，完全能够确保胶带机的正常开机率；而且胶带机是一种连续运输设备，不像矿车和胶轮车等设备那样，受到数量的限制。耙装机与胶带机之间的配套设备三种关系：
　　1）耙装机（带溜槽）直接安装在胶带机尾，漏矸孔正对承载段，其高度控制在500～600mm之间，矸石由耙装机直接耙入胶带机上外运。
　　2）采用简易耙装机（即去掉溜槽），在胶带机尾与耙装机之间安装一部刮板运输机过渡，耙装机耙下的矸石进入溜子后再转运到胶带机上。
　　3）采用无轨与有轨配合的方式，在胶带机与耙装机之间安一部刮板机，刮板机机尾（即装载段），下卧1000mm深，长度控制在5～8m之间，形成储矸槽，在储矸槽与耙装机之间铺设轨道，采用侧卸式“V”型矿车装矸（当斜巷施工时采用绞车牵引“V”型车）。工作面矸石由耙装机耙入V型车，运输至刮板机上，再由刮板机转换至胶带机上。
　　以上三种配套关系中，第一种、第二种均需随巷道推进接长溜子及胶带机，而第三种只需延长轨道即可，相对而言，第三种比前两种可靠性要好。
　　（2）箕斗提升
　　我国箕斗提升装载设备的发展过程与国外大体相似，只是时间有所迟后，国外最早也是从原始的手动控制发展到完全机械化的高效率的全面过程。
　　箕斗提升对煤炭行业已是成熟技术，但矸石由于密度、硬度较大又有其特殊性：对箕斗、矸石仓破坏大。因此设计采用矸石破碎，提升用冶金箕斗，减小矸石装卸时落差等措施以减小其破坏力。副井采用混合井布置，矸石箕斗撒矸对矿井生产安全的威胁是重大问题，从设计至生产管理都必须采取完善的措施。设计中采用冶金箕斗，装卸载处布置舌板等装置减少撒矸；罐笼设计增加防砸措施；采用隔板将井筒箕斗提升与罐笼提升部分分隔开。生产中严格执行提人不提矸等。
　　4、结语
　　采用胶带运输矸石，须增加矸石胶带机巷，其工程量大，施工期长。在建井期间，井下巷道施工时为矸石量最大期，这时如排矸系统能即时完成，将对缩短矿井建井周期发挥很大作用。因此，设计中，将矸石仓布置在井底车场附近，这样矸石胶带机巷工程量减少，使排矸系统可尽早投入使用。后期再建采区至该矸石仓的矸石胶带机巷，完成整个采区至地面的“胶带机+箕斗提升”系统。此外，我们要不断根据矿井类型、地质、采区巷道和生产技术条件，继续开发多品种多系列能够用于综采快速搬家、综掘高效运料和运人的新型高效辅助运输设备，使不同地质条件的矿井和采区有相应的设备可选用。

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