姚傳學(xué) 張治軍

摘 要：平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)排矸方式為汽車(chē)外運(yùn)，即洗煤廠矸石和礦井掘進(jìn)矸石通過(guò)皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)到矸石場(chǎng)，由鏟車(chē)裝到汽車(chē)外運(yùn)。隨著環(huán)保要求越來(lái)越高，將禁止矸石外運(yùn)汽車(chē)上路，這勢(shì)必造成一礦矸石積壓和無(wú)處排放的局面，嚴(yán)重影響一礦洗煤廠的洗選加工及礦井的正常生產(chǎn)。本文對(duì)其矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過(guò)增加1部帶式輸送機(jī)，解決了無(wú)法汽車(chē)外運(yùn)矸石的問(wèn)題。矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造緩解了一礦矸石運(yùn)輸能力緊張的問(wèn)題，同時(shí)保證了矸石長(zhǎng)期有序、穩(wěn)定地裝車(chē)外運(yùn)，保證了礦井的正常生產(chǎn)，對(duì)其他礦井矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：矸石;運(yùn)輸系統(tǒng);系統(tǒng)改造;鐵路運(yùn)輸

中圖分類(lèi)號(hào)：TD52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）16-0094-03

Abstract： In the industrial square of No. 1 Coal Mine of Pingdingshan Tian'an Coal Industry Co.， Ltd.， gangue is discharged by automobile， that is， gangue from coal washery and mine driving are transported to gangue yard by belt， and loaded by forklift to automobile. With the increasing requirements of environmental protection， it will be forbidden to transport gangue to the road， which will inevitably lead to a backlog of gangue and exhaust situation， seriously affecting the washing and processing of coal washery and the normal production of the mine. In this paper， the railway transportation system of gangue was reformed. By adding a belt conveyor， the problem that gangue can not be transported by automobiles is solved. The transformation of gangue railway transportation system alleviates the shortage of gangue transportation capacity in a mine， ensures the long-term orderly and stable loading and transportation of gangue， ensures the normal production of the mine， and has reference significance for the transformation of other mine gangue railway transportation system.

Keywords： gangue;transportation system;system reform;railway transportation

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“平煤股份一礦”）位于平頂山礦區(qū)中部，距市區(qū)較近。礦院內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)生產(chǎn)產(chǎn)生的矸石經(jīng)排矸帶式輸送機(jī)運(yùn)至矸石場(chǎng)儲(chǔ)存，由鏟車(chē)裝汽車(chē)外運(yùn)。隨著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)，將禁止矸石外運(yùn)汽車(chē)上路，這勢(shì)必會(huì)造成一礦矸石積壓堆積和無(wú)處排放的局面，嚴(yán)重影響一礦洗煤廠的洗選加工及礦井的正常生產(chǎn)。為了保證一礦的正常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，解決院內(nèi)矸石外運(yùn)的問(wèn)題，必須改造一礦院內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)現(xiàn)在的矸石外運(yùn)方式，達(dá)到環(huán)保要求，并滿(mǎn)足一礦正常的生產(chǎn)要求。

1 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

方案設(shè)計(jì)以安全、效益、環(huán)保為原則，對(duì)一礦矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，盡量利用現(xiàn)有場(chǎng)地和原有設(shè)施，保證矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造工程建設(shè)時(shí)不影響或少影響礦井的生產(chǎn)，工程設(shè)計(jì)采用先進(jìn)合理的技術(shù)、工藝及裝備[1]。

2 一礦院內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)矸石現(xiàn)有外運(yùn)方式

一礦院內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)矸石主要來(lái)源是動(dòng)篩車(chē)間原煤篩分矸石和一礦洗煤廠的洗選矸石，總排矸量為4 000～4 500t/日。兩部分矸石在5號(hào)轉(zhuǎn)載點(diǎn)處匯集，經(jīng)排矸帶式輸送機(jī)卸至矸石儲(chǔ)存點(diǎn)，由鏟車(chē)裝至汽車(chē)外運(yùn)。詳見(jiàn)圖1。

3 矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案論證

3.1 矸石場(chǎng)周?chē)F(xiàn)狀

一礦院內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)現(xiàn)有矸石場(chǎng)坐落于廠區(qū)西南角，西側(cè)為居民住房，東側(cè)為煤場(chǎng)，北側(cè)為鐵路站場(chǎng)，鐵路站場(chǎng)共有5道裝車(chē)線(xiàn)，從北向南依次為1—5道軌，為一礦煤炭外運(yùn)裝車(chē)線(xiàn)，每天裝車(chē)約220個(gè)。其中，1道、2道為道發(fā)線(xiàn)，3—5道為裝車(chē)線(xiàn)。

3.2 矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案

根據(jù)現(xiàn)一礦矸石場(chǎng)現(xiàn)狀和鐵路站場(chǎng)運(yùn)煤情況，矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造主要有以下三個(gè)方案。

3.2.1 方案一。不建矸石緩存?zhèn)}，矸石利用5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)裝火車(chē)外運(yùn)，即在5號(hào)矸石裝載點(diǎn)到返煤裝載點(diǎn)間，新建一條去7#返煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)的皮帶走廊，矸石通過(guò)5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)裝火車(chē)外運(yùn)。

新建去5號(hào)矸石裝載點(diǎn)至返煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)的皮帶走廊有2個(gè)方案。①新建皮帶走廊跨過(guò)鐵路裝車(chē)線(xiàn)。在5號(hào)矸石裝載點(diǎn)到返煤裝載點(diǎn)間，新建一條去7#返煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)的皮帶走廊，矸石通過(guò)5號(hào)鐵路裝車(chē)倉(cāng)裝火車(chē)外運(yùn)。②新建皮帶走廊不跨過(guò)鐵路裝車(chē)線(xiàn)，在火車(chē)線(xiàn)南側(cè)排矸帶式輸送機(jī)二走廊下新建8#轉(zhuǎn)載點(diǎn)，新建一條運(yùn)矸轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)，將矸石轉(zhuǎn)運(yùn)至返裝煤系統(tǒng)，矸石通過(guò)5號(hào)鐵路裝車(chē)倉(cāng)裝火車(chē)外運(yùn)。如圖2所示。

皮帶走廊不建在裝車(chē)鐵路線(xiàn)上，不影響鐵路線(xiàn)路的頻繁裝車(chē)作業(yè)，從而降低皮帶走廊現(xiàn)場(chǎng)施工難度。同時(shí)，保留現(xiàn)有矸石的排矸線(xiàn)路。但系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，需要運(yùn)行排矸帶式輸送機(jī)，增加了運(yùn)行成本。從降低施工難度和系統(tǒng)運(yùn)行靈活性考慮選用方案②，盡量減少對(duì)現(xiàn)有煤炭裝運(yùn)系統(tǒng)的影響。

方案一優(yōu)缺點(diǎn)如下。優(yōu)點(diǎn)：①只需要新建一條去返煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)的皮帶，投資較少，工期快;②利用現(xiàn)有5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)，減少項(xiàng)目投資。缺點(diǎn)：①利用現(xiàn)有5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)，影響煤炭裝車(chē)外運(yùn);②5號(hào)裝車(chē)倉(cāng)較小，無(wú)法滿(mǎn)足矸石儲(chǔ)存能力的要求，需要鐵運(yùn)處一直現(xiàn)場(chǎng)調(diào)車(chē)裝運(yùn)矸石，影響鐵路調(diào)車(chē)外運(yùn)時(shí)間。

方案一利用現(xiàn)有運(yùn)矸設(shè)備，新增1部運(yùn)矸帶式輸送機(jī)，投資280萬(wàn)。安裝工程工期2個(gè)月，項(xiàng)目總工期預(yù)計(jì)5個(gè)月。

3.2.2 方案二。新建2個(gè)矸石緩存?zhèn)}，矸石利用5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)裝火車(chē)外運(yùn)。在矸石場(chǎng)現(xiàn)裝矸處新建直徑18m儲(chǔ)存5 000t的矸石倉(cāng)2個(gè)，經(jīng)5#轉(zhuǎn)載點(diǎn)將矸石運(yùn)到矸石倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)存。倉(cāng)下新建倉(cāng)下運(yùn)矸帶式輸送機(jī)，將矸石轉(zhuǎn)運(yùn)至7#轉(zhuǎn)載點(diǎn)，然后通過(guò)5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)裝火車(chē)外運(yùn)。如圖3所示。

方案二的優(yōu)缺點(diǎn)如下。優(yōu)點(diǎn)：①建有2個(gè)5 000t矸石倉(cāng)，可以緩存矸石;②充分利用現(xiàn)有5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)，減少項(xiàng)目投資。缺點(diǎn)：①利用現(xiàn)有5號(hào)鐵路裝車(chē)線(xiàn)，影響煤廠返裝煤裝車(chē)外運(yùn);②需要建2個(gè)5 000t矸石倉(cāng)，改造去矸石場(chǎng)的皮帶走廊，新建倉(cāng)上配倉(cāng)、倉(cāng)下運(yùn)矸帶式輸送機(jī)，輸送環(huán)節(jié)多，項(xiàng)目投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)。

方案二盡量利用和改造現(xiàn)有運(yùn)矸設(shè)備，新增4部帶式輸送機(jī)，2個(gè)矸石倉(cāng)，1個(gè)轉(zhuǎn)載站投資3500萬(wàn)。安裝工程工期6個(gè)月，項(xiàng)目總工期預(yù)計(jì)12個(gè)月。

3.2.3 方案三。新建鐵路裝車(chē)線(xiàn)，在鐵路上新建2個(gè)矸石緩存?zhèn)}，獨(dú)立裝車(chē)裝火車(chē)外運(yùn)矸石。改造既有鐵路材料線(xiàn)，向西延長(zhǎng)250m，新建18m儲(chǔ)存5 000t矸石倉(cāng)2個(gè)，矸石倉(cāng)以西新鋪軌170m，可滿(mǎn)足一次對(duì)車(chē)10輛。在既有材料線(xiàn)上新增加一組道岔和100m左右的線(xiàn)路，用于卸料。將矸石運(yùn)至新建矸石倉(cāng)，經(jīng)倉(cāng)下給料機(jī)裝火車(chē)外運(yùn)。如圖4所示。

方案三優(yōu)缺點(diǎn)如下。優(yōu)點(diǎn)：①建有2個(gè)5 000t矸石倉(cāng)，可以緩存矸石;②新建鐵路裝車(chē)線(xiàn)，與煤炭運(yùn)輸不干涉，相互不影響。缺點(diǎn)：①需要建2個(gè)5 000t矸石倉(cāng)，改造去矸石場(chǎng)皮帶走廊，新建倉(cāng)下運(yùn)矸皮帶和轉(zhuǎn)載皮帶，新建鐵路裝車(chē)線(xiàn)和裝車(chē)點(diǎn)，項(xiàng)目投資大，建設(shè)周期長(zhǎng);②新建鐵路線(xiàn)長(zhǎng)度向西超出坑木場(chǎng)西邊道路，需要對(duì)西邊道路進(jìn)行下穿改造，增加項(xiàng)目投資;③改造鐵路線(xiàn)路需要征地，費(fèi)用無(wú)法估計(jì)，存在不確定因素。

方案三盡量利用現(xiàn)有運(yùn)矸設(shè)備，新增2部帶式輸送機(jī)，建2個(gè)矸石倉(cāng)，1個(gè)轉(zhuǎn)載站，鐵路線(xiàn)改造延長(zhǎng)。投資2000萬(wàn)（不考慮征地等費(fèi)用），工期：安裝工程工期6個(gè)月，項(xiàng)目總工期預(yù)計(jì)12個(gè)月以上（不考慮征地、拆遷、修路等時(shí)間）。

3.3 矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案選擇

通過(guò)方案比較，考慮鐵路安全距離要求、煤炭運(yùn)輸不受影響及施工難度等因素，采用方案一解決目前矸石外排問(wèn)題。方案比較結(jié)果如表1所示[3]。

4 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益

全礦井按總排矸量4 000～4 500t/日，全年排矸量132萬(wàn)t。經(jīng)過(guò)改造排矸系統(tǒng)后，由原來(lái)的汽運(yùn)改成火車(chē)運(yùn)輸，與汽車(chē)運(yùn)輸成本6元/t相比，火車(chē)運(yùn)輸可節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用：132×6=792萬(wàn)元。

5 結(jié)論

矸石輸系統(tǒng)改造緩解了一礦矸石汽車(chē)運(yùn)輸污染環(huán)境的問(wèn)題，同時(shí)保證了矸石長(zhǎng)期有序、穩(wěn)定地裝車(chē)外運(yùn)，保證了礦井的正常生產(chǎn);降低了對(duì)環(huán)境和居民的影響，對(duì)打贏礦區(qū)環(huán)保攻堅(jiān)戰(zhàn)意義重大;對(duì)其他礦井矸石鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)改造具有重要借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪軍.里彥煤礦矸石山運(yùn)輸系統(tǒng)的技術(shù)改造[J].山東煤炭科技，2008（2）：141-143.

[2]董萬(wàn)江，喬云海.安太堡露天煤礦選煤廠矸石運(yùn)輸系統(tǒng)改造[J].露天采礦技術(shù)，2000（4）：20-21.

[3]楊育.設(shè)施規(guī)程[M].北京：科學(xué)出版社，2010.