潞安集团井下矸石运输提升分析探究.pdf

收稿日期２０２０􀆽 ０１􀆽 １５ 作者简介宋艳鹏１９７６ － ꎬ男ꎬ山西长治人ꎬ工程师ꎬ从事安全生产技术管理工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０５. ０１０ 潞安集团井下矸石运输提升分析探究 宋艳鹏 潞安环能股份公司 上庄煤业ꎬ山西 长治 ０４６２０５ 摘 要目前潞安集团所属矿井井下矸石的运输提升方式较多ꎬ本文在分析井下矸石运输现状的基础上ꎬ 将矸石提升与矿井核定产能和能力提升的关系进行了详细分析ꎬ并最终提出了合理化的建议ꎮ 关键词矸石运输ꎻ全矸ꎻ混矸ꎻ核定能力 中图分类号ＴＤ８２３. ７ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５􀆽 ２７９８２０２００５􀆽 ００２７􀆽 ０１ １ 潞安集团各矿井井下矸石运输提升的现 状 １. １ 井下矸石的分类 从矸煤混杂程度来看ꎬ可将矸石分为全矸和混 矸两大类ꎮ 全矸主要指掘进全岩巷道过程中产生的 矸石ꎬ这种矸石夹杂煤炭率很低ꎬ通常以全矸论处ꎮ 混矸是指采出的煤炭中夹杂着的矸石ꎬ这种矸石多 来源于半煤岩巷掘进、回采面煤层夹矸、回采面过构 造、放顶煤岩顶冒落等ꎮ 全矸的特点为含煤率很低ꎬ可不经洗选直接排 至矸石场进行处理ꎻ混矸的特点为矸石夹杂在煤炭 中ꎬ需经选矸工艺处理后才可将矸石从煤炭中筛分 出来ꎮ １. ２ 各矿井井下矸石提升现状 从目前摸底情况来看ꎬ集团所有矿井混矸均是 通过主运输系统进行提升ꎬ而后进入选矸车间ꎻ全矸 的提升分为两种ꎬ主运输系统方式和辅助运输系统 方式ꎮ 由于主提升系统具有连续性、稳定性、快捷性等 特点ꎬ故绝大多数矿井全矸都是通过主运输系统提 升的ꎻ就目前掌握的统计数据来看ꎬ只有 ２ 座矿井是 通过副井进行全矸提升ꎬ孟家窑煤业和黑龙煤业ꎬ究 其原因为全矸量过大ꎬ影响煤质质量ꎮ ２ 主运输系统提矸与矿井核定能力的关系 ２. １ 关于对矿井核定能力认识上的争议 矿井核定能力究竟以毛煤年产量即矿井主提 升量为衡量标准ꎬ还是以原煤年产量毛煤经去除 规定粒度矸石后的煤炭量为衡量标准ꎬ目前尚存 争议ꎮ 从矿井设计和安全的角度来看ꎬ以毛煤年产 量进行衡量较为合宜ꎬ因为进行矿井设计时ꎬ是以规 划产能为计算依据反向确定提升能力ꎬ考虑到矿井 生产和运输的不均衡性ꎬ会留有一定的富裕系数ꎬ但 一般不考虑矸石提升因素ꎻ但是ꎬ目前政府监管部门 对矿井的超能力检查多是以原煤年产量为检查标 准ꎬ而不是毛煤年产量ꎮ 为与政府监管部门保持一致ꎬ也为了追求更高 的经济效益ꎬ我们姑且以原煤年产量作为衡量产能 超否的评判标准ꎮ ２. ２ 主运输系统提升全矸对矿井超能力生产的影 响 根据前文所述ꎬ矿井核定产能是以原煤年产量 为衡量标准ꎬ即毛煤选矸处理后的煤炭量ꎬ并不含选 矸车间所选出的矸石量ꎬ故当矿井全矸量极少时ꎬ主 运输系统提升全矸对超能力生产的影响微乎其微ꎮ 从统计数据来看ꎬ除孟家窑煤业和黑龙煤业外ꎬ 其余矿井的全矸与矿井提升量的比重均控制在 ０ ２. １％范围内ꎬ也正因如此ꎬ绝大多数矿井的全矸才 会选择主井提升ꎮ ２. ３ 主运输系统提升混矸对矿井超能力生产的影 响 受集团公司回采率要求等影响ꎬ采用放顶煤工 艺的矿井的毛煤中混矸量较大ꎬ少数矿井如黑龙 关煤业混矸率甚至达到了 ３５％ 以上ꎮ 受选矸工艺 的限制ꎬ混矸的选捡率只能达到约 ７％ꎬ即原煤中仍 含有 ２８％的矸石ꎮ 因此ꎬ混矸对矿井超能力生产的 影响较大ꎮ ３ 主运输系统提矸与产能提升的关系 一座矿井的生产运行体系是一个庞大的构成 体ꎬ其组成系统众多ꎬ除运输系统外ꎬ还有通风系统、 抽采系统、排水系统、压风系统、供电系统、洗选系统 等ꎬ矿井产能能否提升取决于所有下转第 ４１ 页 ７２ 实实用用技技术术 总第 ２４９ 期 图 ５ 两种方案巷道围岩收敛变形对比 由图 ５ 可知ꎬ采用架棚和注浆联合支护后ꎬ巷道 顶底板移近量和两帮移近量得到有效控制ꎮ 刚开始 时位移量较大ꎬ随着时间的推移ꎬ慢慢趋于稳定ꎮ 最 终两帮移近量稳定在约 ２７０ ｍｍꎬ顶底板移近量稳定 在约 ２５０ ｍｍꎮ 相比较于原方案ꎬ顶底板移近量减少 了约 ７５％ꎬ两帮移近量减少了约 ８０％ꎮ 围岩控制效 果良好ꎬ保证了开采工作的正常进行ꎮ ５ 结 语 １ 三软煤层巷道围岩具有强流变性和膨胀 变形的特征ꎬ通过架棚支护和注浆联合支护可以有 效强化三软煤层巷道围岩的稳定ꎮ ２ 古书院矿１５３３０５ 工作面的实践证明ꎬ采用 架棚和注浆联合支护方案能够有效控制顶板以及两 帮的变形与破坏ꎬ支护效果良好ꎮ 参考文献 [１] 康红普ꎬ林 健ꎬ吴拥政. 全断面高预应力强力锚索支 护技术及其在动压巷道中的应用[Ｊ]. 煤炭学报ꎬ ２００９ꎬ３４９１ １５３ －１ １５９. [２] 徐金海ꎬ诸花坤ꎬ石炳华ꎬ等. 三软煤层巷道支护方式 及围岩控制效果分析[Ｊ]. 中国矿业大学学报ꎬ ２００４ꎬ ３３１５５ －５８. [３] 林 健. 高强度高刚度强力锚固支护体系在深部高应 力软岩巷道的应用研究[Ｊ]. 煤矿开采ꎬ ２００６ꎬ１１６ ５９ －６２. [４] 杨伟峰ꎬ 隋旺华. 薄基岩条带开采工程地质力学模型 试验研究[Ｊ]. 中国矿业大学学报ꎬ ２００４ꎬ３３２１７０ － １７３. [５] 丁国峰ꎬ王苏健ꎬ谢文兵ꎬ等. 加固顶板和两帮控制回 采巷道底臌研究[Ｊ]. 西安科技大学学报ꎬ２０１４ꎬ３４ ４３８４ －３８９. [责任编辑路 方] 􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖􀤖 上接第 ２７ 页系统中的能力最小者ꎮ 从目前的统计数据来看ꎬ由于主提升能力受限 造成不能提升产能的矿井只有 ２ 座ꎬ司马煤业和常 村煤矿ꎮ 司马煤业核定产能为 ３００ 万 ｔ/ ａꎬ矿井的最 大年提升能力为３９０ 万 ｔꎬ刨除约４０ 万 ｔ 的可选捡矸 石ꎬ矿井原煤年生产总量最多为 ３５０ 万 ｔꎬ产能提升 空间较小ꎻ常村煤矿情况类似ꎮ 其余矿井主运输系统的富裕系数较大ꎬ均不影 响产能提升ꎮ ４ 提矸方式的选择原则 提矸的两种途径主运输系统和辅助运输系 统究竟哪种方式更为合理ꎬ要视情况而定 １ 全矸和混矸均通过主运输系统提升ꎮ 当井 下全矸量较小ꎬ且矿井主提升能力富余时ꎬ为提高生 产效率ꎬ通过主运输系统提矸较为合理ꎮ ２ 混矸通过主运输系统提升ꎬ全矸通过辅助 运输系统提升ꎮ 当井下全矸量较大时ꎬ为降低选矸 车间的运行负荷ꎬ解放主提升系统的部分能力ꎬ采用 辅助提升系统提全矸、主提升系统提半矸的方式较 为合理ꎬ如黑龙煤业、孟家窑煤业ꎮ ３ 全矸和混矸均通过辅助运输系统提升ꎮ 当 主提升系统能力制约矿井产能提升时ꎬ可考虑在井 下建立煤矸分离系统ꎬ将分离出的矸石汇入全矸运 输系统中ꎬ再通过辅助运输系统提升至地面ꎮ 目前 集团公司范围内ꎬ尚无矿井采用这种模式ꎮ ５ 各矿井井下矸石提升方式评价 ５. １ 各矿井矸石提升方式的评价 根据提矸方式的选择原则ꎬ在不考虑产能提升 的前提下ꎬ集团公司所有矿井的提矸途径均合理有 效ꎮ 但是ꎬ若考虑能力提升ꎬ则常村煤矿和司马煤业 的提矸方式就尚需优化ꎮ ５. ２ 常村煤矿和司马煤业矸石提升的优化方案 由于常村煤矿和司马煤业井下所有矸石均为通 过主运输系统进行提升ꎬ为提高主运输系统的有效 提升率ꎬ可考虑采用副井进行全矸提升ꎬ主井进行混 矸提升ꎮ 但鉴于两矿全矸量占矿井毛煤量的比重并 不大ꎬ因此ꎬ提高主井提升有效率的根本途径为先在 井下将混矸从煤炭中分离出来ꎬ与全矸共同通过辅 助运输系统提升至地面ꎮ 这样可大大解放主提升系 统能力ꎬ进而提高主井提升的有效率ꎮ 综上所述ꎬ虽主井提升全矸对矿井超能力生产 影响甚微ꎬ但主井提升混矸对矿井超能力生产的影 响巨大ꎬ并且还会占用主提升系统的能力ꎮ 因此从 长远的角度考虑ꎬ为响应国家“绿色开采ꎬ循环经 济”的发展理念ꎬ井下煤矸分离定会成为煤矿企业未 来发展的趋势ꎬ况且这种模式下转第 ７５ 页 １４ ２０２０ 年 ５ 月 王宝童三软煤层回采巷道支护技术研究 第 ２９ 卷第 ５ 期 每天试运转一次ꎮ ４ 根据巷道断面、掘进机及转载胶带型号ꎬ 严格规定两趟风筒出风口至工作面的距离一般情 况下靠煤帮风筒出风口距离窝头不超 ５ ｍꎬ行人巷 风筒距离窝头不超 １５ ｍꎬ保证工作面窝头风量ꎮ ５ 巷道使用直径 １ ｍ、长 １０ ｍ 风筒进行延伸 掘进ꎬ为减少风筒接头数量ꎬ可定期将巷道内 １０ ｍꎬ 风筒更换为 ２０ ｍ 或 ５０ ｍ 风筒ꎬ以减少风筒局部阻 力ꎮ ６ 风筒在巷道拐弯处使用专用弯头ꎬ不准拐 急弯、拐死弯ꎮ 减少风筒弯头处局部阻力ꎮ ７ 风筒出风口必须正对窝头ꎬ不对弯向煤墙 或顶板ꎬ以减少风筒出风口的局部阻力ꎮ ８ 风筒必须吊挂平直ꎬ逢环比挂ꎬ遇见巷道 起伏时要提前顺巷道坡度起伏吊挂风筒ꎬ以减少风 筒局部阻力ꎮ ６ 结 语 １ 当掘进工作面达 ２ ０００ ｍ 长时ꎬ掘进工作 面的需风量为 １ ７１７ ｍ３/ ｍｉｎꎻ当掘进工作面的长度 增加 到 ３ ０００ ｍ 时ꎬ 掘 进 工 作 面 的 需 风 量 为 ２ １８５ ｍ３/ ｍｉｎꎮ ２ 根据风量的验算ꎬ王庄矿现使用的风机很 难满足２ ０００ ３ ０００ ｍ 这样的长距离掘进工作面的 通风要求ꎬ必须选用其他风机或者采取一定的瓦斯 治理措施才能实现长距离掘进工作面通风的要求ꎬ 保证掘进工作面的安全高效生产ꎮ [责任编辑路 方] 􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉 上接第 ６８ 页监测监控系统信息传感器的时候应 当严格遵守煤矿井下安全规程的标准进行相关 安装工作ꎬ并及时调试安全监测监控系统的传感器ꎬ 最后在相应的报表中录入准确的数据信息ꎮ 一旦出 现不符合常理的现象ꎬ应当迅速向调度进行报告ꎬ并 做好想用的记录ꎮ 作为中心站也应当及时为监控部 门提供日报表ꎬ以供其审阅ꎮ 科学处理安全监测监 控系统中的信息ꎬ不但能让矿区准确掌握井下作业 的现状ꎬ还能结合相应的信息对井下的开采、瓦斯以 及火灾的发生进行预防和分析ꎬ进而制定出有效的 煤矿井下的开采方案ꎮ ４ 建立健全安全监测监控系统应急预案 安全监测监控系统在煤矿井下工作中的应用是 工具、监控与一通三防重要手段ꎬ其根本目的是为了 有效杜绝和降低煤矿井下的安全事故的发生ꎮ 在安 全监测监控系统报警的情况下ꎬ首先要建立健全安 全监测监控系统的应急预案工作ꎮ 确保安全监测监 控系统能按部就班展开各项工作ꎬ最大程度减少损 失的发生ꎮ 所以ꎬ在煤矿井下工作的过程中ꎬ在总结 事故经验的基础上ꎬ合理制定出煤矿井下安全工作 的手册ꎬ将安全生产的知识浇灌到每一位工作人员 的心田ꎮ 与此同时ꎬ还要定期开展各类应急演练预 案ꎬ让每一位工作人员在警报的时候能快速应对各 项突发事故的发生ꎬ从而为煤矿井下工作提供更加 优质的服务ꎮ ５ 结 语 综上所述ꎬ安全监测监控工作的煤矿井下工作 中的应用是不可或缺的ꎮ 因为ꎬ安全监测监控系统 能及时监测到井下作业的现状和危险因素的产生ꎬ 为保障煤矿工作人员的生命安全和具体的安全生产 工作都提供了科学合理的意见和建议ꎬ进而使得现 代煤矿井下作业技术在蓬勃发展的过程中得到了更 加高效的保证ꎮ 参考文献 [１] 宋 彪. 煤矿安全监测监控系统在井下的应用探讨 [Ｊ]. 能源与节能ꎬ２０１８９ １７５ －１７６. [２] 路 娟. 煤矿监测监控系统综合评价与应用研究[Ｄ]. 中国矿业大学ꎬ２０１６. [责任编辑路 方] 􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊 上接第 ４１ 页在我国一些矿区如新汶已经得到 了实现ꎮ 集团公司可选择 １ ２ 座矿井进行井下煤矸分 离试验ꎬ并与充填开采相结合ꎬ如果试验后技术可 行、安全可靠、经济合理ꎬ可在集团公司范围内大力 推行ꎬ为实现绿色矿山奠定坚实基础ꎮ [责任编辑路 方] ５７ ２０２０ 年 ５ 月 韩院生王庄煤矿长距离单巷掘进工作面局部通风技术研究 第 ２９ 卷第 ５ 期