特大型煤矿主立井箕斗装卸载系统设计浅析

孙俊彦

（中煤能源研究院有限责任公司，陕西 西安 710054）

随着矿井深部开采技术的发展以及建设规模的不断增加，大型矿井越来越多，主立井箕斗装卸载系统作为煤炭提升的咽喉环节，是连接原煤井下运输系统和地面生产系统的重要环节。本文以巴拉素矿井为例，浅析主立井箕斗装卸载系统设计原则和路径，为类似矿井设计提供借鉴。

1 概况

1.1 矿井概况

巴拉素矿井位于陕西省榆林市以西约40km，地处榆横矿区北区的中西部，井田总面积约294km2，矿井可采储量为2605.56 Mt，设计生产能力10.00Mt/a，服务年限为186.1a。矿井采用立井开拓形式，布置了主、副立井、2 个回风立井。矿井每年工作330d，井下系统采用“四六工作制”，每天4 班作业，3 班生产，1 班检修，地面系统采用“三八工作制”，每天的净提升时间为18h。

1.2 主立井提升系统概况

主立井井口标高+1207.4m，箕斗装载水平标高+685m，井筒净直径φ9.6m，提升机采用井塔式布置形式，配备2 套多绳摩擦式提升机2×JKM-5×6 担负煤炭提升任务。井筒内布置2 对45t 六绳提煤大型箕斗，采用“一”字形布置方式，箕斗断面尺寸为3370mm×1550mm，采用端面组合钢罐道，滚轮罐耳导向，罐道间距3500mm，本体高度22300mm，采用异侧装卸载方式。主立井提升箕斗首绳悬挂装置均采用6 套XSZ-300×6 钢丝绳张力自动平衡首绳悬挂装置，尾绳悬挂装置采用4 套XWB260（B）扁尾绳悬挂装置。

2 井底装载系统

2.1 箕斗装载方式的确定

目前主立井井下装载有以下几种常用方式：一种是仓下装载带式输送机配合定量斗进行装载；另一种是定重装载带式输送机配合液压分配溜槽进行装载。两方案技术经济分析对比见表1。

表1 2 种方案技术经济对比表

从表1 可知，装载输送机+定量斗和定重装载输送机+液压分配溜槽2 种方式各有利弊，采用装载带式输送机+定量斗方式虽然前期矿建投资较高，但是运行期间装载环节较少，主要设备技术成熟度高，后期保养维护方便，且主要机械设备投资较小，因此本矿井拟选用的装载方式为装载输送机+定量斗。

2.2 井底装载工艺

主立井井筒井底西侧设置1 号、2 号井底煤仓，直径为10m，仓容为2200t。每个煤仓下口均设置4 台防爆型带式给料机，布置2 台带宽B=1800mm 的装载输送机。主立井采用“一对一对二”的装载方式：即每台装载输送机为1 个定量斗输送原煤，1 对箕斗由1 个定量斗分配原煤。

3 井口卸载系统

3.1 箕斗卸载方式选择

大型箕斗井口卸载通常采用以下2 种方式：一是选择机械曲轨进行运动卸载，另一种是选择外动力进行静止卸载。对2 个方式进行技术分析，各方案技术对比见表2。

表2 箕斗卸载方式技术对比表

由于本矿井主提升设备选用45t 箕斗，满载运行期间钢丝绳受力非常大，为了尽量减少卸载用时,提高效率，且为了避免井口卸煤时对井口土建结构和金属结构造成冲击，所以井口卸载采用液压外动力卸载方式，在卸载点位置上布置2 套卸载装置，分别对2 套箕斗进行卸载。

3.2 卸载外动力形式选择

常见的大型箕斗卸载外动力驱动方式一般可选择气动驱动或液压驱动。对2 个方式进行技术分析，各方案技术对比见表3。

经过以上分析，装、卸载时应保证系统的稳定性和可靠性，因此巴拉素煤矿箕斗装、卸载外动力采用液压系统驱动方式。

4 巴拉素煤矿主井装卸载系统的设计优点

（1）在井口受煤仓上口卸载溜槽内设置角度为10°钢轨篦子，净宽度400mm，篦子可以防止大块煤过碎，增加大块率，增加精煤的可选择性。增加篦子也是为了保护受煤仓的土建结构，起到缓冲和防砸的作用。

（2）采用定量斗的装载方式，中间运行环节较少，设备技术度成熟，后期维保容易，设备投资较少。定量斗采用防水隔爆型YCKB 型四点称重系统进行重量控制，称重精度高，可以防止箕斗过载事故的发生。

（3）箕斗卸载闸门采用外滚轮式底扇形闸门，可以有效避免在装载或运输过程中闸门撒煤情况的发生。

（4）在井塔标高+25.550m 安装有32t/5t 过轨起重机，方便在主立井井塔内箕斗的安装与更换，以及电气设备和非标设备的起吊、安装及检修。

（5）利用主立井提升机一次循环时间，通过计算确定装载带式输送机输送量，从而准确的确定装载带式输送机的选型依据。

（6） 主立井箕斗装卸载处四角罐道采用200×125×16 角钢组合对焊罐道，采用非标组合焊接罐道提升了罐道的受力状态，提高了提升系统的安全性和可靠性。

（7）采用液压外动力卸载方式，箕斗停靠位置保持恒定，可降低提升距离，从而缩短一次提升时间，提高运行效率。

5 结语

近几年，在复杂的国际和国内经济环境下，在发挥煤炭保供和国民经济兜底作用的背景下，随着我国煤炭工业的高质量发展，特大型现代化矿井会越来越多，矿井设计时主立井装卸载系统的安全性和可靠性变得越来越关键。巴拉素煤矿45t 箕斗主立井装卸载系统的设计应用，可为我国特大型矿井建设提供借鉴。