摘 要:通過對常用帶式輸送機棧橋形式的分析,介紹了一種新型輸送機,輸送機機架與棧橋合為一體,結構簡單,便于制造和運輸,大大降低了工程費用。
關鍵詞:輸送機;棧橋;橋架一體式
1 礦井概述
蘆嶺煤礦位于皖北宿州市東南20余公里處,北距淮北市80公里。礦井原設計年生產能力為1.50Mt/a,設計服務年限66年。2012年礦井生產能力核定為2.30Mt/a。礦井采用立井、集中運輸大巷、分區(qū)石門開拓方式。礦井共有7座井筒,均為立井。井田中央工廣范圍內設有主井一座,新副井、副井各一座。礦井目前一水平為收作水平,二水平為生產水平,三水平為開拓延深水平。2013年礦井瓦斯鑒定為煤與瓦斯突出礦井,8、9、10煤層均為突出煤層,礦井瓦斯絕對涌出量95.1m3/min,相對涌出量24.09m3/t。
根據(jù)礦井三水平首采區(qū)(Ⅲ1采區(qū))地質瓦斯情況和礦井生產情況,Ⅲ1采區(qū)原開采方案為10煤層作為保護層開采保護8、9煤層。由于瓦斯治理難度大,工作面回采效益較低,安全威脅大,以及工作面投產準備工程量大等諸多因素,后來確定在Ⅲ1采區(qū)實施軟巖保護層開采,開采9煤層底板軟巖作為保護層進行開采。矸石回采不進入礦井主運系統(tǒng),單獨排到地面,預計開采出近100萬噸純矸石。礦井原有排矸系統(tǒng),采用電機車牽引礦車,用橋臺式翻罐籠將矸石卸載,再用汽車外排。原有排矸系統(tǒng),效率低,排矸能力小,無法滿足排矸需要。為此,進行了礦井排矸系統(tǒng)改造,將副井改為矸石提升井,將原罐籠提升改為箕斗提升,矸石提升至地面后,用一條長度800m的帶式輸送機,穿過中央工廣,排至工廣東側的塌陷區(qū)進行回填。
2 常用的帶式輸送機及棧橋
帶式輸送機是煤礦高效連續(xù)運輸?shù)睦硐朐O備,與其他運輸設備相比,帶式輸送機輸送能力強,運輸距離遠,運行可靠,易于實現(xiàn)自動化和集中化控制?,F(xiàn)已經成為煤礦主流的運輸手段,技術成熟穩(wěn)定。本次設計帶式輸送機長度800m,帶寬1m,運量630t/h,帶速2.0m/s,配置功率160kW。
帶式輸送機在工廣內鋪設,必須采用棧橋架空方式,才能不影響地面現(xiàn)有建筑物以及道路的通行,本次設計中棧橋距地面高度5.2m以上。輸送機棧橋常見結構形式有混凝土預制結構也有鋼桁架結構,這些常見棧橋的統(tǒng)一特點是棧橋做為帶式輸送機的外部結構,側面及屋面全圍護,形成封閉的通道。棧橋建設完成后,再安裝帶式輸送機,棧橋和內部的帶式輸送機是相對獨立的(圖1)。
這種常見的棧橋結構內部空間大,外形尺寸一般要達到3m×2.8m,無法進行整體運輸,安裝時都是在現(xiàn)場進行焊接組裝,消耗材料多。該種形式的運輸系統(tǒng)建成后,工程費用高,棧橋的制造安裝費用在整個工程造價中占到很大的份額,有時接近2/3的占比。蘆嶺礦的輸送機若采用此種結構形式,工程估算需要2000萬元,為了降低蘆嶺礦排矸系統(tǒng)的工程造價,加快施工進度,本次設計使用了一種新型的橋架一體式輸送機。
3 橋架一體式輸送機
橋架一體式輸送機,將鋼桁架棧橋與帶式輸送機機架合二為一。帶式輸送機的中間架兼做鋼桁架的上弦架,輸送機的中間架支腿兼做鋼桁架的腹桿,鋼桁架的下弦架做為輸送機中間架支腿的支撐梁(圖2)。輸送機托輥架直接安裝在上弦架上,替代部分上弦架的水平支撐桿件。下弦架兩側設懸挑梁,布置檢修道。輸送機上部安裝防護罩,防止揚塵,阻擋雨水,防護罩可以打開,便于檢修。這種結構有效減少了鋼桁架的截面面積,大大降低了鋼桁架和輸送機的整體重量,減少材料消耗,降低制造成本。
普通的帶式輸送機中間架及支腿為槽鋼或角鋼,無法滿足棧橋本體的支撐。本工程中的橋架一體式輸送機每跨長度為21米,上、下弦架及腹桿選擇H型鋼,兩個豎腹桿間設一斜腹桿,增加棧橋的剛度,滿足撓度。(圖3)
輸送機長度800m,需要至少8m的拉緊行程,棧橋距地面高度5.2m,若采用重錘拉緊,拉緊行程不能滿足要求。選用自控液壓拉緊裝置,拉緊行程能滿足要求,但一體式結構空間小,棧橋內布置不下拉緊裝置。為解決這一問題,使用了四個改向滾筒,將拉緊裝置布置在地面上,拉緊行程10m。解決了棧橋的上無法安裝拉緊裝置的問題,并且便于檢修維護。(圖4)
圖3
圖4
橋架一體式輸送機由于棧橋寬度的減小,便于運輸,可以在工廠內加工制作,有效保證了棧橋的加工質量。設備與結構組裝成一體,安裝時進行整體吊裝,提高工程的施工進度。蘆嶺礦輸送機的工程估算約1100萬元,比采用傳統(tǒng)的棧橋方式,節(jié)省了近900萬元。
4 結束語
煤礦輸送機采用橋架一體式輸送機技術上是可行的,這種輸送機節(jié)省了投資,施工進度快,有良好的經濟效益和社會效益。在當前激烈的煤炭市場環(huán)境下,煤礦需要降低生產成本,該種輸送機值得推廣。
參考文獻
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作者簡介:陳新(1975-),男,上海人,淮北工業(yè)建筑設計院機選室工程師,研究方向:煤礦機械工程設計。