煤矿轨道运输系统优化探究.pdf

2020 年 5 月2020 年第 5 期 轨道运输系统是煤矿井下煤炭外运和设备、物料 内运的关键设备，其对矿井生产的重要性无可替代。 而随着矿井生产的不断延伸及生产能力的不断提高， 矿井生产所需设备提档升级的同时生产效率也不断提 高，现有的轨道运输系统性能无法很好地适应井下生 产需求[1]。这种情况下，对煤矿轨道运输系统进行优化 研究，对于推动煤矿的长久可持续发展意义重大。 1工程概述 A 矿 2000 年投入使用，初始设计产能为9.0伊105t/a。 经过多年的不断提档升级，2016 年该矿设计产能增加 至 3.0伊106t/a。该矿初始设计开拓方式为斜井开拓，井 下直通地面的井筒共 4 个，分别是主斜井、副斜井、 回风斜井和行人进风井。其中，主斜井运输设备为 DTL160/250/41500 阻燃型胶带运输机，主要负责将 井下原煤提升出井，而其他物料运输主要通过轨道运 输实现。在 2014 年以前，A 矿轨道运输系统为沿空建 井时的 600 mm 轨距运输系统，后来进行了部分改造， 形成井下 600 mm 轨距和 900 mm 轨距并存的运输现 状。煤矿副斜井巷道断面尺寸为 3 700 mm伊4 200 mm （ 长宽 ） ，坡度为 14毅，全长 1 100 mm，轨道运输系 统布设于副斜井巷道中线，600 mm 轨距和 900 mm 轨 距并存；井下 1煤层轨道上山，巷道断面尺寸为 3 500 mm4 200 mm （长宽），坡度为 14毅，全长 1 050 mm，轨道运输系统布设于副斜井巷道中线，轨距 600 mm；5煤层轨道上山，巷道断面尺寸为 3 500 mm伊 4 500 mm （长宽），坡度为 14毅，全长 1 400 mm， 轨距 600 mm[2]。由于 A 矿井下轨道运输系统担负着整 个矿井生产设备、物料和部分人员的运输任务，生产负 担较重，现有系统已无法很好地适应现代化生产需求， 需进行一定的优化改造。 2现有轨道运输系统的不足分析 A 矿自投产以来先后经历多次升级改造，矿井生产 能力逐渐提升至 3.0伊106t/a，不仅井下煤炭外运量大幅 增加，而且井下所用生产设备也向着大型化发展，设备 质量提升和体积持续增加，现有轨道运输系统已经无法 很好地满足生产运输的需求。现有轨道运输系统存在的 不足如下a 井下初始的 600 mm 轨道运输系统在运 输大型设备时安全性和稳定性较差，存在发生翻车事 故的危险。b 矿井原轨道运输系统所处的巷道，不管 在尺寸上还是在巷道转弯的曲率半径上，均不能满足大 型设备的运输需求。c 煤矿井底车场的对向轨道间距 较小，其中，轨道中心距不超过 1 400 mm，这使得井 下大型设备在运输作业时无法高效地错车，使得运输 效率明显降低。d 所采用运输系统的轨距未经过提升 改造，全部为 600 mm，这与作业面新设备列车轨距 （ 900 mm ） 存在明显的不匹配问题，进而使得作业面每 次搬家倒面时都需要在井下进行烦琐的轨道拆装，作 业量大且速度慢，导致回采面衔接不畅[3-4]。 3轨道运输系统优化改造分析 为有效满足 A 矿井下生产运输大型设备的快速运 输需求，并最大程度提升现有轨道运输系统运行的稳 定性和有效性，针对其存在的不足开展优化改造。 收稿日期2020-03-10 作者简介韩宇飞，1987年生，男，山西盂县人，2009年毕业于阳 泉职业技术学院电气自动化技术专业，助理工程师。 煤矿轨道运输系统优化探究 韩宇飞 （ 阳泉煤业 （ 集团 ） 股份有限公司二矿运输工区，山西 阳泉 045008 ） 摘要 以 A 矿轨道运输系统优化为对象开展探究。结合具体工程实际，在分析现有轨道运输系统不足的基础上，对 轨道运输系统的优化改造进行设计并对其优化效果进行分析和总结。结果表明，优化后的系统能更好地适应生产运输需 求，提升了轨道运输的安全性和可靠性，为煤矿生产效益的增加提供了帮助。 关键词 煤矿；轨道运输系统；系统优化 中图分类号 TD263.5文献标识码 A文章编号 2095-0802-202005-0095-02 Research on Optimization of Rail Transportation System in Coal Mine HAN Yufei Transportation Area of No.2 Coal Mine, Yangquan Coal Industry Group Co., Ltd., Yangquan 045008, Shanxi, China Abstract This paper explored the optimization of rail transportation system in coal mine. Combined with the actual project, based on the analysis of the shortcomings of the existing rail transportation system, the optimization and transation of the rail transportation system was designed and its optimization effect was analyzed and summarized. The results show that the optimized system can better adapt to the needs of production and transportation, improve the safety and reliability of rail transportation, and provide help for the increase of coal mine production efficiency. Key words coal mine; rail transportation system; system optimization （总第 176 期） 技术研究 95 2020 年第 5 期2020 年 5 月 a 对 A 矿井底车场 170 m 巷道进行扩刷作业，将井 底车场巷道宽度由原来的 4 500 mm 拓宽至6 500 mm， 同时将井底车场原来 600 mm 和 900 mm 并存的轨距全 部变更为 900 mm。此外，还要拓宽轨道间距，将轨道 中心距从原来的 1 400 mm 增加至 2 700 mm，从而大 幅提升井下运输时的错车能力。图 1 即为井下停车场 巷道优化后布设示意图。 L.锚杆或锚索的长度。 图 1井下停车场巷道优化后布设示意图 b 将采区轨道上山、井下甩车场、作业面等不同 区域的轨道轨距全部统一为 900 mm，同时轨道类型全 部更换为相同型号，即全部为 30 kg/m，将所有轨道拐 弯曲率半径更改为 15 m。改造后的运输车辆选型情况如 下运输平板车型号为 MPC58，车辆轴距 1 200 mm； 矿车型号为 MGC1.7，轴距 900 mm；材料运输车型号为 MLC3-1A，轨距 900 mm。通过优化改造，该矿运输巷 道在运输性能上完全符合生产设备的运输使用需求。 c 对地面轨道进行延伸铺设，从而充分完善地面 工业广场轨道运输系统。地面工业广场新铺轨道全长 可达 200 m 以上，轨道系统可覆盖至运输工区、矸石 仓库等多个节点。 4优化改造效果分析 通过对 A 矿井下轨道运输系统进行优化改造，对 2017 年全年井下各个作业面大型设备运输状况的汇总 分析可知，矿井运输状态改善明显，具体如下 a 煤矿井下轨道运输资源得到全面整合，井下运输 效率及作业安全性大幅提升，生产综合效益得以提高。 b 通过对井底车场巷道进行扩刷作业，井底车场 大型设备运输能力及错车能力明显提升，原有的大型 设备运输瓶颈得以突破。车辆在井底车场巷道运输中 没有再出现错车不便或层顶挂壁等现象，设备运输拆 卸及复装作业量大幅减少，井下人员作业强度下降， 作业效率大幅提升。 c 相较于原有的 600 mm 轨距运输系统，900 mm 轨距运输系统不仅作业安全性和稳定性大幅提升，而 且由于轨道曲率半径全部达到 15 m 以上，大型设施在 运输拐弯时顺畅度大幅提升，作业效率明显提高。 d 在统一井下运输轨道轨型和轨距后，规避了以 往作业中作业面搬家倒面均需对作业面轨道进行拆改 的局面，不仅大幅缩减了作业人员的作业量，还极大 地提升了搬家倒面效率。 e 改造后作业安全效益大幅改善，轨道运输的稳 定性明显提升，不仅没有再出现车辆掉道或翻车现象， 而且其他轨道运输事故发生率也大幅降低[5-6]。 5改造经济效益分析 A 矿井下 1煤层和 5煤层轨道运输线全长近 6 000 m，通过对轨道运输系统进行优化改良，按照之 前搬家倒面作业时需配备专人对作业面轨道进行拆改， 每人每班拆改 10 m，每进行一次作业面的拆改施工共 计需要 600 个工人，每个工人每天的工资为 440 元计 算，则一次作业面的轨道拆改费用为 5.28伊105元，实 现了矿井经济效益的明显提升。 6结语 轨道运输系统作为煤矿生产不可或缺的关键构成 要素，确保其始终满足煤矿生产使用需求，对于提升 煤矿作业综合效益意义重大。煤矿管理者必须高度重 视相关问题，在生产实际中充分运用先进技术，组织 专人针对轨道运输开展探究和优化改良，确保轨道运 输始终符合生产实际，从而为煤矿长久发展提供坚实 保障。 参考文献 ［1］ 马崇山.刘庄矿业 1511 采区轨道上山上部车场优化设计 ［J］ . 山东煤炭科技， 201812 1. ［2］ 姚高.303 盘区 2304 系统巷施工及布置方案优化 ［J］ .山东煤 炭科技， 20195 69-70. ［3］ 刘国栋， 朱超， 郑文昊.立井开拓矿井供拌料系统的优化探 索 ［J］ .山东煤炭科技， 20197 211-212. ［4］ 董开封.岩巷上山掘进运输系统优化设计及应用 ［J］ .煤炭技 术， 2014， 3311 191-193. ［5］ 徐振宇， 李维.王庄煤矿 62 盘区辅助运输优化设计与实现 ［J］ . 煤， 2015， 247 26-27. ［6］ 王兴国.矿井主运系统优化设计与实施 ［J］ .山东煤炭科技， 20131 233-234. （ 责任编辑刘晓芳 ） 单位mm 椎17.8， L6 300锚索 排距2 400， 每排施工3根 椎20， L2 200锚杆， 间距800， 排距800， 每排17根 水沟 600 1 0001 0504 5004 800 6 500 6 700 700950100 3 550 1002 950 1 500 3 550 3 250 2 0002 000 3 250 2 950 700 1 6501 600 1 600 1 200 2 200 2 200 600 300 轨 道 中 心 线 轨 道 中 心 线 2 700 斜 井 轨 道 中 心 线 轨 道 中 心 线 96