边角煤开采中停采线外延工艺及其装备的探讨.pdf

煤炭与化工 Co a l a n d Ch emica l In d ust r y 第43卷第6期 2020年6月 Vo l .43 No .6 Jun . 2020 采矿与井巷工程 边角煤开采中停采线外延工艺及其装备的探讨 吕迎春1,朱兴民2,李大男2,王光淇1,常家申2 （1.兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿，山东兖州272100 ； 2.徐州天科机械制造有限公司，江苏徐州221004） 摘要为了解决边角煤开采过程中因停采线过长而造成资源浪费的问题，研究了外延停采 线工艺及其装备，并在兴隆庄矿成功应用，结果表明，该技术比传统工艺延伸停采线40多 米，多采煤炭 2. Xuzhou Tianke Machinery Manufact uring Corporat ion Lt d., Xuzhou 221004, China Abst r a ct In o r d er t o so l ve t h e pr o bl em o f r eso ur ces wa st e d ue t o t h e l o n g st o p l in e in t h e min in g o f co mer co a l , t h e ext en d ed st o p l in e t ech n o l o g y a n d it s equipmen t wer e st ud ied a n d successful l y a ppl ied in Xin g l o n g zh ua n g Min e. Th e r esul t s sh o wed t h a t t h e t ech n o l o g y ma d e st o p l in e 40 m l o n g er t h a n t h e t r a d it io n a l pr o cess, wit h mo r e t h a n 85,000 t o n s o co a l co l l ect ed . Key Wo r d s co mer co a l min in g ; ma ximum r eco ver y; st o p l in e 1概 况 边角煤工作面因受皮带机、转载机所需长度 的闲置，有效推进长度小，煤炭回收率低。如何把 现有的边角煤资源最大限度地开采出来，对有效利 用资源、提高矿井的经济效益、延长矿井服务年限 有积极意义。如何最大限度的将停采线外延，就显 得十分必要了。 2传统工作面开采巷道布置及设备配置 以兴隆庄矿3306 （下）工作面回采为例 3306 （下）工作面设计净面长204 m,轨顺推进长 度360 m,运顺推进长度180 m, 3306 （下）运顺 顺槽长度较短（215 m）,与3305运煤巷呈111。 夹角。3306 （T）工作面分布图及运输巷道走向示 意图分别如图1、图2所示。 2.1传统工作面开采巷道布置 如果采用以往传统工作面运输系统工艺及其装 备，3306 （T）工作面C处的煤炭要运输到A点， 其运输系统装备一般由如下设备组成布置于AB 段的一部固定式带式输送机、布置于BC段的二部 可伸缩带式输送机和转载机。带式输送机的型号及 参数见表一。具体布置位置如图三所示。 2.2带式输送机主要技术参数 传统工作面一部带式输送机DSJ120/2 x315主 要技术参数如下 带宽 /mm 1 200 带速 /m-s-1 3.55 运量/fh - 1 200 运距/m 692 装机功率/k W 2x315 二W式縦送机DSJ120/315主要技术细如下。 责任编辑郭媛媛 DOI 10.19286/ k i.cci.2020.06.010 作者简介吕迎春（1969）,男，山东淄博人，高级工程师。 引用格式吕迎春，朱兴民，李大男，等边角煤开采中停采线外延工艺及其装备的探讨[J]・煤炭与化工，2020, 43 （ 6） 38-41, 45. 38 吕迎春等边角煤开采中停采线外延工艺及其装备的探讨2020年第6期 带宽/mm 1 200 带速/（m・『）3.55 运量 /（fh -1）1 200 运距/m185 装机功率/k W 315 2.3传统运输系统工艺及其装备系统图 传统运输系统工艺及其装备布置如图3所示。 图1 3306 （下）工作面分布 Fig . 1 3306 （下）wo r k in g fa ce d ist r ibut io n 图2运输巷道走向示意 Fig . 2 Tr a n spo r t r o a d wa y 图3传统运输系统工艺及其装备布置 Fig . 3 Tr a d it io n a l t r a n spo r t a t io n syst em t ech n o l o g y a n d it s equipmen t l a yo ut 采用传统工作面运输系统工艺及其装备，巷道 在开拓中，A、B两处巷道都需要局部扩帮，尺寸 以满足一、二部机头的安装，同时由于存在电控等 设备，在A、B处巷道侧还需开拓设备碉室以满足 电控等设备的存放。由此增加了开掘嗣室的工作 量。嗣室的尺寸为50 m x 5 m x 4 m。 3306 （下）工作面停采线位置到一部机尾最小 距离Zm最终取决于二部带式输送机的机头（含储 带张紧部分）长度厶、机尾最短长度厶2、转载机 最短长度厶这三者之和，即0iiA2I3o 一般可 39 2020年第6期 煤炭与化工 第43卷 伸缩DSJ120/315型带式输送机厶长度有50 m,如 图4所示。 图4传统运输系统工艺及其装备停采线位置示意 Fig . 4 St o p-l in e l o ca t io n o f t r a d it io n a l t r a n spo r t a t io n syst em t ech n o l o g y a n d equipmen t 3综采工作面新型运输系统工艺及其装备 为了解决上述问题，通过现场调研，决定采用 由徐州天科机械制造有限公司研制的专利产品 DZ-VB1200型任意角带式输送机转弯装置，用一 部带式输送机就能够有效解决以上问题，提高工作 效率，缓解矿井接续紧张。 3.1运输系统功率初步验算 功率初步计算按下式。 N 0.00025 - 0.0005 QL0.0032QH 1 式中Q为运量，t /h ; L为带式输送机总长，m; H为机头和机尾的高差，m。 将上述带式输送机运输系统原始参数代入公式 计算，结果如下 0.00025 X1200 X 8770.0032 xl 200 x 29.4376.0k W 心0.0005 xl 200 x 8770.0032 x 1200 x 29.4 639 k W 由此可见，2x315k W的装机功率能满足优化 后的运输系统运行。 3.2综采工作面新型运输系统装备 优化后的3306 下工作面新型运输系统装 备由1部可伸缩带式输送机、1台DZ-VB1200型 任意角带式输送机转弯装置、转载机和工作面刮板 输送机组成。新型运输系统工艺及其装备布置如 图5所示。 3.3带式输送机及转弯装置技术参数 综采工作面新型运输一部带式输送机DSJ120 /2x 315参数如下 带宽/mm 带速/m・s-i 运量/fh “ 运距/m 1 200 3.55 1 200 692185 装机功率/k W 2x315 转弯装置DZ-VB1200技术参数如下 带式输送机转弯装置 带宽 /mm 1 200 带速 /m-s-1 3.55 运量/计 1 200 3.4新型运输系统工艺及其装备布置 新型运输系统工艺及其装备布置如图5所示。 采用新型工作面运输系统装备及其工艺，巷道 在开拓中，仅A处巷道需要局部扩帮和巷道侧开 拓设备碉室，尺寸以满足机头的安装及电控等设备 的存放。由此减少了开掘硯室的工作量。 图5新型运输系统工艺及其装备布置 Fig . 5 Pr o cess a n d equipmen t l a yo ut o f n ew t r a n spo r t a t io n syst em 40 吕迎春等边角煤开采中停采线外延工艺及其装备的探讨2020年第6期 3306 （下）工作面停采线位置最小距离S最 终取决于转弯装置（拐点）至机尾的最短距离厶、 机尾最短长度厶、转载机最短长度L3L3这三者之和， 即厶2厶厶2厶。其中距离LiLi可缩至10 m以内。 因此，采用新型工作面运输系统工艺及其装备，缩 短了工作面停采线位置距离，如图6所示。 图6新型运输系统工艺及其停采线位置示意 Fig . 6 New t r a n spo r t a t io n syst em pr o cess a n d st o p-l in e l o ca t io n 3.5任意角带式输送机转弯装置简介 普通带式输送机只能作直线运行，遇到变向 运输时需采用两部带式输送机搭接或其他运输机 械来实现运输，无法实现变向连续运输，而任意 角带式输送机转弯装置可以很好地解决这一难 题。带式输送机转弯装置由转向模块（转向滚 筒、转向机架）、改向模块（改向滚筒、改向机 架）、受料模块（受料机架、缓冲托辐组）及附 件（平托辐、清扫器、挡煤板、防护罩、万向支 撑架、调偏装置、风力清扫器等）组成，结构如 图7所示。 图7任意角转弯装置结构示意 Fig . 7 St r uct ur e o f a r bit r a r y a n g l e t ur n in g d evice 3.6使用任意角带式输送机转弯装置后运输系统 的特点 （1） 简化了运输系统，整个系统只使用一套 机头、机尾、张紧、贮带、电控等设备，节省了设 备投资。 （2） 缩短了工作面停采线位置距离，为多回 采原煤创造了有利条件。 （3） 由于系统中有上运和下运，系统合二为 一后，运输系统安全性大大增强。消除了 “飘带” 现象。同时，阻力与下滑力抵消，省电。任意角转 弯装置结构如图7所示。 （4） 减少岗位设置。在转弯装置处安装一个 摄像头，带式输送机司机可以通过摄像头观察到转 弯装置处的运行状况，由此可以省去一个司机。 （5 ）减少嗣室开掘量。转弯装置是一个纯机 械装置，没有动力，所以，安装处只要空间够即 可，省去了安装电控设备的嗣室。 （6）减少了设备检修时间。转弯装置的关键 部件是转向滚筒，其上面的异型辐都暴露在转向滚 筒表面，只要观察一下旋转情况就可以，不需要专 门拆解检修，节约了检修时间和成本。 4新型运输系统工艺及其装备的应用情况 2019年9月DZ-VB1200型转弯装置在优化后 的3306 （T）工作面运输系统中投入使用。在3个 多月回采期间，使用情况良好，没有出现皮带跑偏 现象，带式输送机整体运行正常，都能够满足工作 面生产要求。3306 （下）工作面正常生产时达到日 产1.08万t产量。其中1周日生产量统计见表1。 5新型运输系统及其装备效益 （1）巷道开宽、施工机头碉室占用时间和人 力以及材料消耗，预计可节省30万元；带式输送 机机头安装和撤除预计节省10万元；带式输送机 （下转第45页） 41 王英杰等综采工作面跨采废弃井筒施工技术研究2020年第6期 工作面上方可见宇固宁化学材料有效充填井筒空间， 证明宇固宁松散物、顶板、煤层起到了加固作用，工 作面推进期间没有发生架前冒顶，煤壁片帮，支架未 下沉等舷，工作面安鉀利通过井筒。 （2）通常情况下，工作面遇废弃井筒一般采 用甩构造的方法避免过井筒，会损失大量煤炭资 源。采用上述措施后，10115（2）工作面安全、 快速、高效的通过了废弃井筒，避免了井筒内充填 物涌入工作面及冒顶事故，最大限度的回收煤炭资 源，为类似施工提供技术支持。对综采工作面过废 弃井筒及老巷开采提供了新技术方案，具有一定的 推广意义。 参考文献 [1 ] 郭秉超.王宁波.井筒堵漏加固技术实践[J ]煤炭科学技术， 2013（9） 175 - 17 [2] 王波综采工作面过小窑井筒技术实践[J ]煤炭工程， 2016（8） 16-18. [3 ] 桑宗其综采工作面跨废弃井筒技术探析与应用[J ]-煤炭工 程，2018 （11） 23-26・ [4 ] 郑立军.李长松.孔祥辉跨立井井筒开采技术的成功实践[J ]. 煤炭工程，2008（3） 41-42. [5 ] 高宗明护巷煤柱回收工作面跨立井井筒开采的实践经验[J]. 中小企业管理与科技（旬刊），2012（8） 1血 [6 ] 李仲辉.孔德顺.李 华.煤矿注浆支护综合应用技术研究[J ]. 山东煤炭科技，2012 （2） 130-132. [7] 莫 技老矿深井灾害治理技术实践[J]煤矿安全，2011 （1 ） 110 - 112. [8 ] 奚小虎跨采软岩巷道破坏机理及控制技术研究[J ]安徽理 工大学，2010（5） 6-9. [9 ]肖平川综采工作面跨石门开采在土城矿的应用[J ].煤炭科 学技术，2009（2） 17-21. [10]王 新.肖平川.综采工作面跨石门开采系统改造[J].水力 采煤与管道运输，2006 （4） 33 - 34. （上接第41页） 表1 一周日生产量统计 Ta bl e 1 Da il y pr o d uct io n in a week 日期 10.2810.29103010.311L011L0211.03 产量/t10 2998 24810 6871012710 8939 0769 482 机头、电气、开关等租赁、维护费用预计节省约 100万元。 回采按3个月计算，节省电费和人工约30万 元；减少带式输送机机头及转载机改造费用约20 万元；工作面停采线向外延伸40 m,多回收原煤 约8.5万t ,约3 400万元。共预计可创效3 590万 余元。 （2）通过该项目的探索，创新了一种边角煤 开采中缩短停采线的新型运输系统工艺及其装备, 引入不改变配套带式输送机的原有特性的任意角转 弯装置，填补了国内技术空白。对开采服务年限较 长的资源枯竭型矿井具有指导意义。 参考文献 [1] 中国矿业学院.矿山运输机械[M].[匕京煤炭工业出版社， 1980. 45