煤矿矸石山双码提升轨道的设计与应用

陈玉标　赵帅　张正义　崔石欣

【摘 要】煤矿矸石山是矿井的咽喉，制约着原煤正常生产，随着科技的创新，煤炭开采机械化程度的提高，开采工艺的一系列要求，开掘巷道数量的增加和二水平的延伸，矸石量大大增加，矸石山排矸能力满足不了生产需要，经常出现矸石排不及而影响生产。经多方论证，在矸石山对矸石山铺设双码提升轨道，能有效地解决排矸系统的瓶颈。

【关键词】矸石山；双码提升轨道

中图分类号： TD633 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）06-0259-002

【Abstract】The coal mine waste rock is the throat of the mine，which restricts the normal production of raw coal. With the innovation of science and technology，the improvement of the degree of coal mining mechanization，a series of requirements of the mining process，the increase of the amount of excavation roadway and the extension of the second level，the amount of meteorites Greatly increased，the capacity of rock drainage in the Lanshi Mountain can not meet production needs.Frequent occurrence of meteorite platoons will affect production.According to many arguments，laying a double-coded lifting orbit on the Dangshan Mountain in Lanshi Mountain can effectively solve the bottleneck of the drainage system.

【Key words】Rock Hill；Double yards lifting track

0 前言

河南大有能源股份有限公司新安煤矿是上世纪80年代建造的矿井，当时的设计生产能力只有120万t/a，随着社会的进步科学技术的飞速发展，大量机械化设备的投入使用以及近几年各生产系统的技术改造，矿井的生产能力有了大幅度的提高，目前该矿核定的生产能力为150万t/a，原来年出矸量为30万t/a。随着掘进巷道的增加和二水平的延伸，矸石山的排矸量下一步将大大增加，矸石山排矸能力满足不了生产需要，经常出现矸石排不及而影响生产。

1 设计的原则、关键技术及创新点

煤矿矸石山双码提升轨道的设计原则：①在现有排矸提升运输系统上进行技术改造；②减轻职工的劳动强度；③保障提升运输的安全可靠性，避免运输事故发生；④提高矸石山排矸效率；⑤节支降耗，维护方便。

为满足上述原则，本文设计煤矿矸石山双码提升轨道的关键技术及创新点如下：①单双码交替的轨道铺设工艺；②两种信号互用的控制方式。

2 设计方案及工作原理

2.1 方案设计

经分析，目前，公知的煤矿矸石山提升排矸系统大多为单码单箕斗车提升排矸系统或双道双码箕斗车提升排矸系统，存在一系列不足之处：

（1）由于矸石山左右不均衡，地基不稳，易造成双轨倾斜，发生运输事故，影响提高排矸能力和生产效率。

（2）雨季垮塌的不稳定性和日常的维护要求，工人维护劳动强度和工作量比较大，还需要投入大量的材料维护费用，严重制约着矿井生产能力。

为了克服现有的煤矿矸石山排矸系统能力不足、效率低、维护成本高，设计一种煤矿矸石山双码提升轨道方案如下：

采用单双码交替的轨道铺设工艺 在底部装载坑至上部对称道岔段，铺设左右两侧箕斗车都行走相互独立的轨道，中间双轨交会，上部道岔至卸载支架段都行走同一段单轨进行卸载，从而完成单轨装、卸，中间双轨交会的轨道。

采用两种信号互用的控制方式 采用绞车滚筒安装旋转编码器与司控道岔电控箱信号相互配合，从而完成信号自动控制开、闭道岔。

2.2 工作原理

提升轨道下部对称道岔直接铺设轨道到底部装载坑，没有道岔转载机构，上部对称道岔利用提升绞车滚筒上安装的旋转编码器传输给司控道岔电控箱的信号控制道岔开、闭。发生道岔开程不到位时，发出声光报警故障信号，提醒绞车司机减速停车，卸载机构采用单双车双用卸载支架。三面翻矸箕斗车运行过程中，从底部装载坑至上部对称道岔段，左右箕斗车都行走相互独立的轨道，中间双轨交会，上部道岔至卸载支架段都行走同一段单轨，从而完成单轨装、卸，中间双轨交会的轨道。

司控道岔电控箱根据来自牵引三面翻矸箕斗车的提升绞车滚筒上安装的旋转编码器给出的信号对三面翻矸箕斗车运行状态进行判断，当正常运行到中部两车交会位置时，旋转编码器测出信号与人工设置的信号一致，则输出信号给司控道岔电控箱，由电控箱发出指令使司控道岔动作实现道岔右开通，从而使右侧三面翻矸箕斗车顺利通过上部道岔。当再次交会时，道岔实现左开通，从而从而使左侧三面翻矸箕斗车顺利通过上部道岔。当发生道岔开程不到位时，发出声光报警故障信号，提醒绞车司机减速停车，待巡检工检查处理问题后方可开车。

3 应用及效益情况

矸石山双码提升排矸系统技术改造后，矸石山排矸能力将达到72万t/a，充分地满足矿井生产发展需要，为矿井的长远发展提供强有力的保障，保证正常生产需要。

（1）应用情况：矸石山双码提升排矸系统改造后，排矸能力明显增大，由现场排矸系统月排矸能力为3万t，改造后月排矸能力增至6万t。

（2）社会效益：矸石山排矸能力的提升，解决了制约矿井由年产150万t向180万t发展中存在的瓶颈问题，为提高产量和获得长远经济效益做出了积极贡献。

（3）经济效益：改造后矸石山左右均衡，地基稳固，不易造成双轨倾斜，避免了运输事故的发生；杜绝了雨季矸石山垮塌现象；减轻了工人轨道维护的劳动强度和日常工作量，节省了大量的材料维护费用，每年可节省各项费用支出30余万元。

（4）提高矿车周转率：能够使矿车的周转速度更加快捷，根本上改变了矿车利用紧张的被动局面。

（5）提效创益：确保了地面矸石仓的顺利运转，最重要的是提高了生产效率，增加了矸石的排放量，保证了原煤的正常生产，能带来更大的经济效益。

4 结束语

煤矿要持续发展，经济效益要提高，科技创新和技术改造是關键。通过矸石山双码提升排矸系统改造，极大地提高了运矸系统效率，理顺了运矸环节，能够加大运输量。特别是可以实现单轨道装、卸，中间双轨道交会的轨道运输卸载的同时，避免箕斗车发生窜道、掉道、碰车等运输事故，排矸效率得到极大地提高，工人维护劳动强度和工作量小，维护成本少，结构简单，经济适用，安全可靠性提高。