综采工作面煤矸分运巷道充填系统的设计应用.pdf

2 0 1 1 年 第5 期 东 瞧蕉 舛技 6 3 综采工作 面煤矸分运巷道 充填 系统 的设 计应 用 高立群， 葛夫贵， 刘雨 山东济 宁运河煤矿 有限责任公 司， 山东 济宁2 7 2 0 0 0 摘要运河煤矿八采区8 3 0 7工作面地质条件极为复杂， 设计并应用煤矸分运巷道充填系统， 即解决了煤矸混装影响煤质， 又提高了回采率， 同时又减少了矸石上井运输及洗选成本。 关键词 综采工作面煤矸 分运巷道充填系统 中图分类号 T D 8 2 3 ． 7 3 文献标识码B Pa r t i a l s hi pme n t s a r e f u l l y me c h a ni z e d c o a l f a c e g a n g u e r o a d wa y d e s i g n a n d a p p l i c a t i o n o f fi l l i n g s y s t e m Ga o l i q u n， G e F u g u i ， L i u Y u S h a n d o n g J i n i n g y u n h e c o a l m i n e s C O ． L T D． Ab s t r a c t Co a l mi n i n g 8 3 0 7 e i g h t mi n i n g c a n a l c o mp l e x g e o l o g i c al c o n d i t i o n s ，t he d e s i g n and a p p l i c a t i o n o f c o a l g a n g u e p o i n t s s y s t e m，w hi c h i s s h i p p e d r o a d wa y fi l l i n g c o a l g ang u e s o l u t i o n mi x e d c o al，a n d a l s o t o i mp r o v e t h e i MP a c t t h e r e c o v e r y r a t e b u t als o d e c r e a s e t h e c o al t r a n s p o r t a n d wa s h i n g c o s t o n We l l s ． Ke y wo r d s F u l l y me c h a n i z ed c o a l f a c e Co al g a n g u e p o i n t s s h i p p e d Ro a d wa y fi l l i n g s y s t e m 运河煤矿 8 3 0 7工作面处于整个煤田的边角， 地质 条件复杂， 断层、 冲刷带较多， 给工作面的回采带来诸 多难题 。工作面煤流系统流程 M G 2 5 0 ／ 6 3 0型采煤机 -- S G Z 7 6 4 ／ 2 1 6 0型运输 机- - S Z Z 7 6 4 ／ 1 6 0型转 载机 S S J 1 0 0 0 ／ 21 6 0型皮 带机 。 1 研制煤矸分运巷道充填 系统的目的 运河煤矿复杂地质， 开采过程中煤矸混杂， 严重影 响煤炭质量， 因此， 将矸石从井下生产运输系统中分离 出来， 降低洗煤成本 ， 是亟待解决的问题。 在井下建立一套机械煤矸分离系统， 增设一套巷 道矸石充填系统 ， 矸石储存在废弃的巷道内。应用该 系统不仅可以提高井下煤矸分离的机械化程度 ， 提高 生产效率， 而且可大幅度节约矸石运输及地面洗煤成 本。 2设 计原 理 2 ． 1 设 计 思路 当工作面采煤机割至断层等地质构造带时， 分矸 器的刮刀落下， 分矸系统、 充填系统均启动； 若工作面 正常采煤 ， 分矸器的刮刀抬起 ， 保持煤流系统畅通， 输 送煤炭 ， 从而实现煤矸分运。 2 ． 2 设计方案 2 ． 2 ． 1液压分 矸器 设计 液压分矸器位于工作面停采线外存矸巷道处顺槽 }收稿 日期 2 0 1 1 0 62 1 作者简介 高立群 1 9 6 6一 ， 男， 毕业于山东科技大学， 工业工程 专业， 硕士研究生学历， 工程师， 现任山东济宁运河煤矿有限责任公 司矿长 。 皮带的中间部上。加工一架与皮带机中间架等宽等长 的平台， 高度 l m， 平台上面用厚 6 m m 的钢板覆盖， 在 钢板上等距安装 5 个皮带直托滚。在钢板两侧分别安 装一个高 1 ． 1 m的三角形固定架， 并通过液压千斤顶与 刮刀相联接， 刮刀可液动掀起与下落， 实现一侧分矸。 其设计如图 1 所示。 图 1 液压分 矸器 2 ． 2 ． 2 中间皮 带机 的设计 中间皮带机为 s S J 6 5 0 ／ 23 0型可伸缩皮带机 ， 将 机尾安装在液压分矸器下， 储带仓布置在靠近机尾处， 机头驱动装置与悬臂式充填皮带机相连， 起到转载所 分矸石的作用。 2 ． 2 ． 3 悬臂式充填皮带机设计 悬臂式充填皮带机位于存矸巷道的最深处， 用于 抛射中间皮带机转运来 的矸石， 以便充分填实巷道。 悬臂式充填皮带机主要 由电动滚筒式皮带机、 支撑组 件、 旋转器、 千斤顶及平板车等部件组成， 皮带机带宽 6 5 0 m m， 全长7 ． 1 m， 整体安装在平板车上， 由机尾的电 动滚筒驱动， 机尾安装有旋转器， 并通过两个调节千斤 顶可实现左右偏摆， 偏摆幅度可达到左右各 l m； 在皮 带机的中间位置设有支撑千斤顶， 可 下转第6 5页 2 0 1 1 年 第5 期 东 攫晨 斜l技 6 5 4 养护不正确。水泥地面完成后 ， 如果不养护 或养护天数不够， 在干燥环境中面层水分迅速蒸发 ， 水 泥的水化作用就会受到影响， 减缓硬化速度， 严重时甚 至停止硬化， 致使水泥砂浆脱水而影响强度。如果养 护过早， 由于地面表面娇嫩 ， 也会导致大面积脱皮或砂 粒外露， 造成起砂现象。 5 成品保护不好。地面没有达到一定强度就频 繁上人走动或在上面施工， 会对刚刚硬化的表面层造 成损伤和破坏， 致使面层起砂。 此外， 冬季施工时在新做的水泥地面房间生炭火 升温， 燃烧时产生的二氧化碳和水泥砂浆 或混凝土 表面层接触后 ， 生成 白色粉末状 的新物质一碳酸钙。 从而显著降低地面面层的强度， 常常造成地面凝结硬 化后起 砂。 6 水泥地面受冻。水泥砂浆受冻后 ， 强度将大 幅度下降。同时， 骨料周围的一层水泥浆膜 ， 在冰冻后 其粘结力也被破坏， 形成松散颗粒。 3 ． 2预 防措 施 1 首先选用好的材料。水泥选用不低于 R 4 2 ． 5 的普通硅酸盐水泥； 中砂含泥量不大于 3 ％， 砂浆稠度 不大于 3 c m。并严格按配比加工砂浆。条件允许时 ， 也可以采用无砂水泥地面， 面层拌合物内不用砂， 用粒 径为 2 5 m m 的瓜 子石 ， 配合 比水泥 瓜子 石 1 2 体积比 ， 稠度亦应控制在 3 5 ra m以内。这种地面压 光后， 一般不起砂， 必要时还可以磨光。 2 压光时间要掌握恰当。压光必须在初凝后终 凝前完成 。水泥地面的压光一般不应 少于三遍 。第一 遍应在面层铺砂浆后随即进行。先用磨光机均匀磨一 遍， 以表面不出现水层为宜。第二遍应在面层砂浆初 凝后、 终凝前完成 上人时有轻微脚印但又不明显下 陷 。第三遍压光在水泥砂浆终凝前进行， 主要是消除 抹痕和闭塞细毛孔， 进一步将表面压实、 压光滑。时间 应掌握在上人不出现脚印或没有明显的脚印为宜。 3 水泥硬化初期 ， 在水中或潮湿环境 中养护， 提 高水泥砂浆面层强度。水泥地面压光后， 一昼夜后进 行洒水养护。使用普通硅酸盐水泥的水泥地面， 连续 养护时间不应少于 7昼夜； 用矿渣硅酸盐水泥的水泥 地面 ， 不应少 于 1 O昼夜。 4 合理安排施工流程， 避免上人过早。 5 冬季施工环境如低于 5 ℃时， 应采取必要的防 寒保暖措施， 以保证施工环境温度在 5 c C以上。采用 炉火取暖时， 应装设烟囱， 有效向室外排放烟气。 4结 束语 水泥地面的质量通病在工程施工过程 中经常 出 现， 因此， 无论是设计单位还是施工单位， 都应引起高 度重视。 上接第 6 3页 使皮带机头上下调节， 实现卸载滚筒高 度可调 2 ． 3 4 ． 0 m 。其设计如图2所示。 图2 悬壁式充填皮带机 2 ． 3 装 置 的优 点 结构简单合理， 使用方便 ， 容易维护， 制造成本低 廉； 操作方便 ， 机械化程度高， 分矸和原煤运输转换快 捷简便 ， 不影响原煤运输 ； 矸石直接在井下充填 ， 不再 运输升井， 能够节约运输成本； 巷道矸石充填效果佳 ， 用矸石置换煤炭资源， 能够提高工作面回采率 ； 安装、 拆除方便， 可进行多巷道逐条充填， 装置适用复杂条件 性能强。 3 应 用效 果 3 ． 1 工 作面过 断层 分矸 情况 8 3 0 7 工作面过断层期间， 共掘进4条存矸巷道 ， 采 用该套分矸充填系统， 累计分矸并充填 3 4 5 6 m ， 同时 置换 出原煤 3 4 5 6 m 。 3 ． 2效 益分析 工作面跳过断层减少了一次工作面拆除和安装， 节约时间约3 0 d ， 节省2 7 0 0工， 折合人民币约5 4万元； 所分矸石不再运输升井， 节省运输矸石约 3 1 4 2车， 节 约提升费用 1 8 ． 9万元 ； 矸石充填巷 道可置换 原煤 3 4 5 6 m。 ，折合人民币约 4 9 7 ． 7万元 ； 节约洗煤成本 1 2 万元。实现经济效益合计约 6 9 5万元。 4结语 该煤矸分运巷道充填系统， 既解决 了复杂地质条 件下工作面回采煤矸分装分运这一技术难题， 又通过 充填矸石置换煤提高了工作面回采率， 取得 了十分优 异的效果， 给类似矿井或采区解决类似问题提供了一 个行之有效的思路。 参考文献 [ 1 ] 于学谦主编． 矿山运输机械 ． 中国矿业大学出版社， 1 9 8 9 ． [ 2 ] 方佳雨、 张国柱． 煤矿机械液力传动 ． 煤炭工业出版社， 1 9 8 6