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        基于煤礦開采系統(tǒng)采煤技術(shù)改造研究

        2016-10-19 13:03:07趙仕元
        中國科技博覽 2016年19期
        關(guān)鍵詞:采煤技術(shù)技術(shù)改造煤礦

        趙仕元

        [摘 要]本文借鑒國內(nèi)外先進的采煤技術(shù)改造理論與實踐研究成果,針對雙柳煤礦采煤技術(shù)存在的不足問題,提出對于煤礦開拓布局和煤礦各系統(tǒng),包括通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等六個系統(tǒng)進行采煤技術(shù)改造,并形成了雙柳煤礦采煤技術(shù)改造的整體方案。雙柳煤礦為提高運輸系統(tǒng)整體的提升能力,需要對于主要運輸系統(tǒng)和輔助運輸系統(tǒng)進行技術(shù)改造,為相關(guān)理論與實踐工作者提供參考。

        [關(guān)鍵詞]煤礦;開采系統(tǒng);采煤技術(shù);技術(shù)改造

        中圖分類號:F284 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)19-0112-01

        1 通風系統(tǒng)采煤技術(shù)改造思路

        雙柳煤礦為保證煤炭生產(chǎn)和人員工作安全,需要簡化現(xiàn)有通風系統(tǒng),使得礦井下風流穩(wěn)定,井下工作場所中足夠的新鮮空氣,并且煤礦通風系統(tǒng)的總阻力與風量關(guān)系滿足安全生產(chǎn)相關(guān)規(guī)定的要求。雙柳煤礦在現(xiàn)有工業(yè)廣場內(nèi)新建的副立井可以作為入風及安全出口。同時,煤礦新建的回風暗立井擔負后部層組二階段及二階段下山采區(qū)回風任務(wù)。這種通風路徑設(shè)計采用副立井入風、暗回風立井回風,能夠有效降低風阻;同時,由于通風系統(tǒng)簡化,避災(zāi)路線短,利于礦井安全生產(chǎn)管理。通過通風系統(tǒng)的采煤技術(shù)改造,雙柳煤礦的礦井將形成五入一回的通風方式,即:副立井、配風井、一采區(qū)主井、一采區(qū)副井及二采主井,五條井入風,新建回風立井配合原有的回風斜井做總回風。

        2 排水系統(tǒng)采煤技術(shù)改造思路

        為滿足未來生產(chǎn)的要求,提高排水系統(tǒng)的工作效率,雙柳煤礦將以直接排水方式取代現(xiàn)有的分階段排水方式。直接排水方式是運用排水設(shè)備將煤礦礦井下的涌水沿斜井井筒敷設(shè)排水管路直接排到地面。采用這種排水方式,將提高雙柳煤礦排水系統(tǒng)的排水水平、減少泵房數(shù)量,簡化整個排水系統(tǒng),提升系統(tǒng)的可靠性,同時這種排水方式便于對排水設(shè)備、管路的維護管理。雙柳煤礦礦井排水技術(shù)改造后,將采用一次性直接排水,拆除原有一階段六片、二階段、三階段、二采區(qū)排水泵房,僅在三階段-800標高重新安設(shè)一個集中排水泵房,并鋪設(shè)10寸的排水管路,垂直長度974米,直接將井下涌水排到地面。雙柳煤礦為確保安全生產(chǎn),必須保證集中排水房中的水泵在礦井服務(wù)年限內(nèi)能夠安全、經(jīng)濟、可靠、合理的工作。因此,雙柳煤礦在選擇排水設(shè)備及其布置方式時,必須符合企業(yè)和國家相關(guān)技術(shù)規(guī)定的要求,并且在技術(shù)可行的基礎(chǔ)上,煤礦應(yīng)盡可能提高設(shè)備的裝備效率,充分發(fā)揮設(shè)備的潛力。雙柳煤礦將在集中排水房中布置4臺MD250-85×12型號水泵,水泵的相關(guān)技術(shù)參數(shù):流量250m3/min,揚程1020m,轉(zhuǎn)速1480r/min,配帶功率1250KW,效率70%,汽蝕余量3.9m,這些水泵能夠滿足在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量,保證礦井的正常生產(chǎn)。

        3 基于運輸系統(tǒng)采煤技術(shù)改造方案

        3.1 主要運輸系統(tǒng)

        前部層組生產(chǎn)采區(qū)的煤炭提升仍由雙柳煤礦現(xiàn)有的各段皮帶斜井接力提升完成,但對部分不合理的皮帶機進行更換。對于后部層組各采區(qū)的煤炭提升,雙柳煤礦新建二水平運輸大巷和二水平皮帶井將現(xiàn)有的主運輸系統(tǒng)與后部層組各采區(qū)連接。后部層組采區(qū)生產(chǎn)的煤炭由二水平運輸大巷(電機車牽引三噸底卸式礦車)運到二水平井底煤倉,再由新建二水平皮帶井運至一水平井底煤倉,再由一水平井底煤倉轉(zhuǎn)載至一水平主井皮帶運輸至地面煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)。強力皮帶機的機房增加一個配電室和一個控制室,控制室和皮帶機房使用玻璃窗口隔開,配電室設(shè)有一臺高防開關(guān),一臺500KVA變壓器和兩臺變頻器,控制室里有一臺控制柜和皮帶司機操作臺。為解決粉塵大帶來的安全隱患,對于電機進行更換,電機選用YBPT400-4型號防爆電機,該電機功率400KW,電壓1140v,電流112A,轉(zhuǎn)速為1485r/min。

        3.2 輔助運輸系統(tǒng)

        開拓巷道布置的改造在工業(yè)廣場內(nèi)新建一個副立井,雙柳煤礦將在新副立井的井筒安設(shè)JKM-3.25×4(Ⅲ)型多繩塔式提升機,配備一對1.0噸礦車雙層四車罐籠,負責用于礦井人員的升降以及后部層組矸石及物料的提升。該立井矸石及物料的提升能力可達77萬噸/a,可滿足后部層組最高開拓量。由于前部層組資源量少,開采年限短,故二水平運輸大巷不與前部層組連通,前部層組生產(chǎn)采區(qū)輔助提升由雙柳煤礦現(xiàn)有的各段軌道斜井接力提升完成。輔助運輸系統(tǒng)進行技術(shù)改造后絞車井斜井可取消二水平和三水平絞車,減少提升環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)載次數(shù),增加了排矸能力,并且罐籠的人員升降效率更高,無特殊情況可不開猴車,但井下有猴車和罐籠兩個系統(tǒng)都可以運送人員升入井,如果任何一個系統(tǒng)有故障,停止運轉(zhuǎn)時,可以使用另外一個系統(tǒng)運送人員,確保運輸系統(tǒng)可靠。輔助運輸系統(tǒng)技術(shù)改造后,立井提升地點集中距離短、設(shè)備少,減輕運輸?shù)陌踩芾淼碾y度,并且提升效率明顯提高:輔助運輸系統(tǒng)每個循環(huán)所需時間由2小時縮短到0.1小時,每天運輸總量由600車增加到1300車,礦車周轉(zhuǎn)率由25%提高到60%。

        4 供電系統(tǒng)采煤技術(shù)改造思路

        在不能增容的情況下,雙柳煤礦將從以下幾個方面對于供電系統(tǒng)進行技術(shù)改造。首先,建立一所新的地面開關(guān)所,位置選在立井附近,即在地面新設(shè)的壓風機房的二樓,稱之為副立井開關(guān)所,其電源引自雙柳變電所。副立井開關(guān)所向此次通風系統(tǒng)技術(shù)改造涉及的用電負荷供電,未涉及的仍由雙柳地面開關(guān)所供電。副立井開關(guān)所選用6kV固定式交流金屬封閉柜XGN2-12(Z)型金屬封閉柜開關(guān)柜18臺,同時設(shè)有二臺備用柜和2個備用間隙。開關(guān)所內(nèi)還裝設(shè)S11-315/6、315kV、6/0.4kV變壓器兩臺,供場地內(nèi)所有低壓用戶供電。正常情況下二臺同時工作,當一臺故障停止運行時,另一臺完全保證地面一、二級負荷的不間斷供電。為了提高供電質(zhì)量,減少線路無功損耗,在開關(guān)所的6kVⅠ、Ⅱ短母線上分別裝設(shè)一組1800kVAR容量的靜電電容器無功自動補償裝置,總補償能力3600kVAR。選用ZRFC-1800/6型電容器無功補償裝置二套,除無功補償功能外還具有抑制諧波電流的作用,補償后開關(guān)所6kV母線的功率因數(shù)可提高到0.92以上。6kV開關(guān)所采用微機綜合自動化裝置一套,實現(xiàn)對變電所的監(jiān)視、測量、控制、保護、記錄及遠方通訊功能;第二,雙柳變電所新增出口1套,并將高壓柜及出口終端桿進行調(diào)整。調(diào)整后,雙柳煤礦甲11091、雙柳煤礦乙12402供電到雙柳開關(guān)所,雙柳煤礦丙1119、雙柳煤礦丁1313供電到新建的立井開關(guān)所。第三,主扇雙電源改由立井開關(guān)所供電。為提高供電可靠性,兩開關(guān)所間設(shè)JKLYJ-240,0.50km聯(lián)絡(luò)線。為減少占地,將原主扇供電專線雙柳煤礦丙1313,即雙柳變電所至雙柳開關(guān)所段,共2.6km采用為LGJ-240鋼桿雙回線。將開關(guān)所至主扇房間的主扇雙線路采用JKLYJ-240,0.50km雙回,將運輸線11909開關(guān)所至主扇房段采用JKLYJ-240,做為兩所間聯(lián)絡(luò)線。通過線路設(shè)計、調(diào)整形成4條電源線供(雙柳開關(guān)所及立井開關(guān)所)2個開關(guān)所,兩所間有聯(lián)絡(luò)線供電方式。這種電源供電線路能滿足采煤技術(shù)改造后經(jīng)濟電流密度、發(fā)熱條件、電壓損失等要求。

        參考文獻

        [1] 柴敬,高登彥,王國旺,崔亞仲.厚基巖淺埋大采高加長工作面礦壓規(guī)律研究[J].采礦與安全工程學報.2009(04).

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