某礦排矸系統(tǒng)改造方案

1、關(guān)于我礦排矸系統(tǒng)改造方案的請(qǐng)示保利能源控股有限公司:我礦排矸系統(tǒng)設(shè)備陳舊,排矸效率低下,正常生產(chǎn)(暫按一個(gè)采煤工 作面、五個(gè)開(kāi)拓掘進(jìn)頭計(jì)算后,排矸能力嚴(yán)重不足。為滿足正常生產(chǎn)后 對(duì)排矸能力的要求,亟需對(duì)現(xiàn)有排矸系統(tǒng)進(jìn)行更新改造。本著采用先進(jìn)而且應(yīng)用成熟的技術(shù)、保證整個(gè)系統(tǒng)安全可靠和能實(shí)現(xiàn) 連續(xù)作業(yè)的原則,經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)勘察,我們提出了三套改造方案,經(jīng)過(guò)方案 論證對(duì)比,推薦使用在原瓦斯抽放泵站前現(xiàn)矸石山下車場(chǎng)位置新建液壓高 位翻矸系統(tǒng)的方案。現(xiàn)將煤礦排矸系統(tǒng)改造方案呈報(bào),請(qǐng)審批。煤礦排矸系統(tǒng)改造方案我礦排矸系統(tǒng)設(shè)備陳舊, 目前仍使用老式前傾式翻車裝置 (自制 , 輕、 重車線設(shè)置不盡合理,矸石山下車

2、場(chǎng)只能存放 5輛車,輕、重車線重合段 太長(zhǎng),空車存放車場(chǎng)小,造成排矸效率低下,排矸時(shí)每次只能拉五輛車, 一次循環(huán)時(shí)間達(dá) 2025min ,每天的理論排矸能力為 288360車。我礦東翼軌道巷和西翼軌道巷的斷面積均為 19.97m 2, 每米矸石量大約 46車,按每個(gè)掘進(jìn)頭每天 2m 進(jìn)尺計(jì)算,每天的出矸量為 184車;西翼回 風(fēng)巷的斷面積均為 22.25m 2,每米矸石量大約 50車,按每天 2m 進(jìn)尺計(jì)算, 每天的出矸量為 100車; 東翼回風(fēng)巷和 2104聯(lián)絡(luò)巷的斷面積均為 22.25m 2, 每米矸石量大約 50車, 按每天 2m 進(jìn)尺計(jì)算, 經(jīng)帶式輸送機(jī)進(jìn)入選矸系統(tǒng), 出矸石率按三分之

3、二考慮, 每天的出矸量為 66車; 2103綜采工作面長(zhǎng) 170m , 按 0.3m 高為矸石計(jì)算, 選矸量大約每天 120車, 礦井每天的總排矸量為 470車。所以,正常生產(chǎn)(暫按一個(gè)采煤工作面、五個(gè)開(kāi)拓掘進(jìn)頭計(jì)算后, 排矸能力嚴(yán)重不足。為滿足正常生產(chǎn)后對(duì)排矸能力的要求,亟需對(duì)現(xiàn)有排 矸系統(tǒng)進(jìn)行更新改造。一、系統(tǒng)改造的技術(shù)原則1、采用先進(jìn)而且應(yīng)用成熟的技術(shù);2、保證整個(gè)系統(tǒng)安全可靠;3、能實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。二、系統(tǒng)改造方案對(duì)比受地面工業(yè)廣場(chǎng)地形的限制,經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)勘察,我們提出三套改造方 案。方案一:在原瓦斯抽放泵站前現(xiàn)矸石山下車場(chǎng)位置新建液壓高位翻矸 系統(tǒng)(配套礦車清車裝置 ,銷齒推車機(jī)(可利用

4、翻車機(jī)的液壓站 +低速大 扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)將礦車推進(jìn)翻車機(jī),翻轉(zhuǎn)礦車,矸石落入矸石倉(cāng),用帶式 輸送機(jī)將矸石運(yùn)至矸石山,同時(shí)將現(xiàn)矸石山場(chǎng)地平整后建造環(huán)形車場(chǎng),并 與現(xiàn)有空車線連通,增加空車存放位置。方案二:在絞車房東南角處新建翻滾籠排矸系統(tǒng),利用工區(qū)辦公室門(mén) 前的軌道,將矸石車牽引至翻滾籠處,矸石翻入矸石倉(cāng),再用倉(cāng)下帶式輸 送機(jī)和矸石山帶式輸送機(jī)運(yùn)送至矸石山。此方案的優(yōu)點(diǎn)是:輕、重車線 互不干擾;可利用蓄電池電機(jī)車將矸石車推至翻滾籠,減少了調(diào)度絞車 運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)。缺點(diǎn)是:離提升機(jī)房太近,噪聲和粉塵污染大;未徹底 解決空車存車場(chǎng)小的問(wèn)題;因場(chǎng)地原因,帶式輸送機(jī)走廊建設(shè)較困難; 通過(guò)副井提升上來(lái)的煤車無(wú)法

5、翻車;翻車機(jī)房擋住了去主通風(fēng)機(jī)房的 車輛行駛道路。方案三:在原瓦斯抽放泵站前現(xiàn)矸石山下車場(chǎng)位置新建翻滾籠排矸系 統(tǒng),矸石倉(cāng)下安裝一套 2.2m 3三面翻矸翻車系統(tǒng), 直接翻矸。此方案的優(yōu)點(diǎn) 是:離工作生活區(qū)較遠(yuǎn),污染小;一定程度上提高了排矸效率。缺點(diǎn) 是:翻矸后空車需走回頭路,與重車線路相抵,未徹底解決輕、重車循 環(huán)問(wèn)題;施工土建工程量較大;需要再安裝一臺(tái) 1.2m 或 1.6m 翻矸絞 車,投資較大;需更換翻矸架。經(jīng)過(guò)方案論證對(duì)比,推薦使用第一方案。 該方案的主要特點(diǎn):以一臺(tái) 液壓站作為整套翻車設(shè)備的動(dòng)力源,把以往電動(dòng)、電液相混雜使用變?yōu)閱?一的液壓驅(qū)動(dòng)。液壓站采用雙電機(jī)雙液壓泵的液壓驅(qū)動(dòng)系

6、統(tǒng),其中一臺(tái)工 作、一臺(tái)備用,以液壓缸作為翻車機(jī)的動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu),使翻車機(jī)的機(jī)構(gòu)更為緊湊,安全可靠,維護(hù)方便,并具有過(guò)載保護(hù)功能。推車機(jī)使用低速大 扭矩?cái)[線液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),不需要減速機(jī)構(gòu),安裝布置方便,減少了投資, 傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小,可滿載啟動(dòng)且換向時(shí)不需要停電動(dòng)機(jī),可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)際情況,通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力、流量對(duì)設(shè)備的載荷、速度進(jìn)行控制,同時(shí) 具有過(guò)載自動(dòng)保護(hù)功能。三、系統(tǒng)改造工藝流程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,決定采用全液壓成套設(shè)備對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改造。 系統(tǒng)包括一臺(tái)高位液壓翻車機(jī)、一臺(tái)銷齒推車機(jī)、兩臺(tái)阻車器、一臺(tái)矸石 倉(cāng)閘門(mén)、一套集中液壓站和一套電控裝置,所有設(shè)備的動(dòng)力均來(lái)自集中液 壓站,集中控制,傳動(dòng)

7、環(huán)節(jié)少,系統(tǒng)的控制操縱和動(dòng)力維護(hù)簡(jiǎn)單,易于實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化;液壓傳動(dòng)設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),沖擊載荷小,可避免礦車掉道所引起 的故障,具有過(guò)載保護(hù)功能,增加了系統(tǒng)安全可靠性,避免對(duì)設(shè)備及電動(dòng) 機(jī)的損壞。翻車機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備采用淺基坑基礎(chǔ),土建工程量小。除翻車機(jī)自帶的阻車器和進(jìn)車側(cè)阻車器(前阻車器外,在進(jìn)車側(cè)設(shè) 置一個(gè)后阻車器(進(jìn)翻車機(jī)前的阻車器 ,保證系統(tǒng)的安全性。銷齒推車機(jī) 的作用是將礦車推進(jìn)翻車機(jī)內(nèi),還具備進(jìn)翻車機(jī)推車和礦車調(diào)車功能,能 夠?qū)⑻幵阡N齒推車機(jī)正常工作行程外的幾節(jié)礦車調(diào)入銷齒推車機(jī)推爪工作 行程內(nèi),避免壓車。系統(tǒng)工作時(shí)通過(guò)集中控制臺(tái)上的兩個(gè)按鈕來(lái)操縱設(shè)備 的動(dòng)作,可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作

8、業(yè)。當(dāng)翻車機(jī)完成一列車的翻車作業(yè)后,由于翻車機(jī)本身的閉鎖關(guān)系,翻 車機(jī)內(nèi)阻車器和前阻車器均處于打開(kāi)狀態(tài)(待進(jìn)車狀態(tài) 。后阻車器關(guān)閉, 重車線車阻車器開(kāi)啟,信號(hào)燈變?yōu)榫G色,此時(shí)可以將副井提升上井的矸石 車?yán)氪孳嚲€。到位后,列車阻車器關(guān)閉,信號(hào)燈變?yōu)榧t色,不得再向矸石翻車機(jī)房存車線拉車。此時(shí),后阻車器打開(kāi),銷齒推車機(jī)將礦車推入翻 車機(jī)內(nèi),然后推爪退回到推車位置,后阻車器關(guān)閉,翻車機(jī)動(dòng)作,翻完一 節(jié)礦車后,后阻車器打開(kāi),進(jìn)行下一輪操作,直至最后一節(jié)礦車,當(dāng)銷齒 推車機(jī)工作行程內(nèi)沒(méi)有存車時(shí),再將礦車調(diào)入銷齒推車機(jī)的工作行程。 四、系統(tǒng)改造方案整個(gè)翻矸系統(tǒng)改造分為四個(gè)部分:機(jī)械及液壓系統(tǒng)、電氣控制及信

9、號(hào) 系統(tǒng)、排矸電視監(jiān)視系統(tǒng)及建筑物(含翻車機(jī)房和簡(jiǎn)易皮帶廊 。1、液壓高位翻車機(jī)翻車機(jī)采用兩種不同的流量控制翻車機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度, 并使用液壓制動(dòng)。 翻車時(shí)采用大流量,快速翻車;翻車到慢速點(diǎn)快要結(jié)束時(shí)采用小流量,慢 速轉(zhuǎn)動(dòng),結(jié)合液壓制動(dòng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車,保證翻車機(jī)內(nèi)外軌道對(duì)齊。2、銷齒推車機(jī)推車機(jī)為液壓銷齒式,具有多功能、高強(qiáng)度、高可靠性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 維護(hù)量小等特點(diǎn),驅(qū)動(dòng)裝置采用低速大扭矩液壓馬達(dá),抗過(guò)載、抗沖擊能 力強(qiáng),通過(guò)液壓馬達(dá)的正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)推車機(jī)的前行和后退。推車推頭 采用長(zhǎng)起式推頭,即推頭始終處于抬起狀態(tài),礦車通過(guò)時(shí)可將推頭壓下, 礦車通過(guò)后推頭即能抬起。推車推頭負(fù)責(zé)推前阻車器處的礦車進(jìn)

10、翻車機(jī)或 進(jìn)翻車機(jī)把礦車推出。液壓馬達(dá)設(shè)有節(jié)流閥,可任意調(diào)整推車機(jī)速度。 3、液壓阻輪式阻車器阻車器是礦井車場(chǎng)中將運(yùn)動(dòng)中的礦車停止在某一固定地點(diǎn)的限位裝 置,和銷齒推車機(jī)互相配合,使操車作業(yè)達(dá)到機(jī)械化和自動(dòng)化的目的。該 阻車器有一對(duì)阻爪和彈簧緩沖裝置。當(dāng)車輪撞擊阻爪時(shí),阻爪使套在固定 軸后部的彈簧壓縮,撞擊的能量便為彈簧吸收。阻爪在軸上可自由轉(zhuǎn)動(dòng),阻爪的尾部通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)相連，液壓缸活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使兩 個(gè)阻爪相對(duì)打開(kāi)或關(guān)閉。關(guān)閉時(shí)阻車，打開(kāi)后礦車即可通過(guò)。該阻車器以 液壓缸為動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，維護(hù)方便。前、后兩套阻車器相互 閉鎖，不能同時(shí)打開(kāi)。 4、矸石倉(cāng)閘門(mén) 采用液壓矸石倉(cāng)

11、閘門(mén)，實(shí)現(xiàn)操作臺(tái)集中控制，避免了翻車時(shí)矸石下落 直接對(duì)膠帶輸送機(jī)的沖擊。 5、液壓清車機(jī) 煤炭在采集運(yùn)輸過(guò)程中含有大量的水分，掘進(jìn)矸石中含有泥灰?guī)r等， 所以在煤礦運(yùn)輸時(shí)，礦車底部就會(huì)粘連大量的粘結(jié)物，幾天運(yùn)輸后，粘結(jié) 物就堆積，厚度達(dá) 300500mm 左右，長(zhǎng)久以來(lái)造成裝車不足噸位，浪費(fèi) 人力、電力，嚴(yán)重影響了運(yùn)輸效率。這次改造擬利用集中液壓站的動(dòng)力， 對(duì)翻矸不徹底的礦車進(jìn)行清理，提高效率。 6、集中液壓站 為整個(gè)翻車系統(tǒng)提供動(dòng)力源的是一臺(tái)集中液壓站，為推車機(jī)、阻車器、 翻車機(jī)、制動(dòng)裝置、矸石倉(cāng)閘門(mén)和液壓清車機(jī)提供動(dòng)力，供油系統(tǒng)采用雙 泵雙電機(jī)，一用一備，按照高壓設(shè)計(jì)，在中壓狀態(tài)下使用，提高

12、了設(shè)備的 使用壽命和可靠性。液壓站有完善的保護(hù)功能：設(shè)置有超溫、超壓、液位 提示保護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警、停機(jī)保護(hù)功能。不同的設(shè)備設(shè)有獨(dú)立的壓力調(diào) 整閥，為不同的設(shè)備提供所需的不同壓力，設(shè)備彼此不影響。采用整體油 路通道塊和整體高壓膠管連接，并配用高性能密封圈，基本沒(méi)有泄露現(xiàn)象。 7、電氣控制及信號(hào)系統(tǒng) 整個(gè)系統(tǒng)分為翻矸控制和信號(hào)控制以及清車機(jī)控制三部分，采用可編 5 程控制器（PLC）控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、采集、反饋、 處理，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備的順序控制，并通過(guò) LED 顯示面板顯示所有設(shè) 備的運(yùn)行或停止?fàn)顟B(tài)。清車機(jī)的控制為獨(dú)立系統(tǒng)。 翻矸控制系統(tǒng)主要對(duì)推車機(jī)、阻車器、翻車機(jī)、制動(dòng)

13、裝置、矸石倉(cāng)閘 門(mén)進(jìn)行控制，有三種控制方式： （1）自動(dòng)方式：系統(tǒng)設(shè)置“自動(dòng)開(kāi)始”和“自動(dòng)停止”兩個(gè)按鈕。按 下“自動(dòng)開(kāi)始”按鈕，翻矸系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，各設(shè)備的動(dòng)作由 PLC 根據(jù)設(shè)定的邏輯關(guān)系自動(dòng)完成，它完全依據(jù)外部傳感器的狀態(tài)判斷每一設(shè) 備的開(kāi)停；按下“自動(dòng)停止”按鈕，停止自動(dòng)運(yùn)行。 （2）手動(dòng)方式：各設(shè)備的運(yùn)行需要由值班人員逐一操作，但是亦受邏 輯關(guān)系的限制，不能越級(jí)操作，主要閉鎖關(guān)系有： 推車機(jī)只能前進(jìn)到前到位位置；只能后退到調(diào)車位置；前阻車器只有 在翻車結(jié)束后才能打開(kāi)；前后阻車器相互閉鎖；翻車機(jī)只有在一輛礦車在 里面，前阻車器關(guān)閉且矸石倉(cāng)閘門(mén)關(guān)閉時(shí)才能翻轉(zhuǎn)；翻車機(jī)翻轉(zhuǎn)至慢速點(diǎn) 后

14、以較慢的速度翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到位時(shí)停止翻轉(zhuǎn)，同時(shí)起動(dòng)制動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)制動(dòng)； 矸石倉(cāng)閘門(mén)只有在矸石倉(cāng)內(nèi)有矸石，即翻車機(jī)翻重車結(jié)束，且翻矸車輛回 轉(zhuǎn)到位后才能打開(kāi)。 （3）檢修方式：各設(shè)備的動(dòng)作不受閉鎖要求的限制，可以獨(dú)立操作任 何一臺(tái)設(shè)備，方便對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的檢修。 8、排矸監(jiān)視系統(tǒng) 增設(shè)監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)觀察各安裝點(diǎn)的設(shè)備工作情況，把所有 設(shè)備都置于監(jiān)控人員的視覺(jué)范圍內(nèi)，具體方案為：在矸石山頂、矸石倉(cāng)下、 進(jìn)車側(cè)和清車機(jī)上各設(shè)置一臺(tái)高像素彩色攝像機(jī)，圖像信號(hào)經(jīng)視頻放大后， 6 通過(guò)視頻同軸電纜傳輸?shù)讲僮髋_(tái)的監(jiān)視器上。 五、系統(tǒng)改造概算 該改造方案新增的設(shè)備為：GFY1.1/6 型液壓高位翻車機(jī)一臺(tái)

15、、TXC 6 型銷齒推車機(jī)一臺(tái)、 矸石倉(cāng)閘門(mén)一臺(tái)、 ZD6 型液壓阻車器兩臺(tái)、 DSJ80 帶式輸送機(jī)一部（或懸臂旋轉(zhuǎn)堆料機(jī)） 、液壓礦車清車機(jī)一臺(tái)、集中液壓站 及電氣控制系統(tǒng)一套、監(jiān)視系統(tǒng)一套。土建部分包括翻車機(jī)房、矸石倉(cāng)（可 用鋼板焊接制作） 、帶式輸送機(jī)走廊、環(huán)形車場(chǎng)及場(chǎng)地平整等。工程總造價(jià) 估算 100 萬(wàn)元。 六、系統(tǒng)改造效果分析 改造完成后，預(yù)計(jì)翻矸能力達(dá)到 45 車/h，即每班 360 車，基本解決了 副提升井矸石車積壓的問(wèn)題，同時(shí)緩解了空車存放位置不足的矛盾。該系 統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行安全可靠，運(yùn)行費(fèi)用低，同時(shí)由于其維修量少也節(jié)約了維修工， 減少了因設(shè)備維修造成的損失，大大節(jié)省了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度