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        某擴建礦井運輸系統(tǒng)運輸能力計算核驗研究

        2020-11-23 04:00:28山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司山西長治047100
        中國礦山工程 2020年5期
        關(guān)鍵詞:運輸能力大巷負載量

        董 明(山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司, 山西 長治 047100)

        1 前言

        某井田位于大同煤田南部,地表大部分被第四系黃土覆蓋,僅在溝谷中有基巖零星出露,出露地層為二疊系上統(tǒng)上石盒子組。井田內(nèi)含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組。本井田位于大同煤田南部,總體為一走向NEE,傾向NNW的單斜構(gòu)造,井田東部伴有寬緩的褶曲,地層傾角1°~7°。本井田可采煤層共7層,分別為16-2、16、18、19、22、25-1、25號煤層,可采含煤系數(shù)山西組4.27%、太原組13.08%,

        本礦井采用斜井開拓方式。礦井采用單水平開拓,井底車場及硐室設(shè)在22號煤層內(nèi)。水平高程確定為+1 190m,考慮避免巷道交叉,回風(fēng)水平高程為1 195m。礦井帶式輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷布置在22號煤層;井田共劃分3個盤區(qū),即北盤區(qū)、南盤區(qū)和東盤區(qū)。

        礦井現(xiàn)開采22號煤層,22煤層位于太原組中下部,上距18號煤層21.30~72.28m,平均距離46.34m。22號煤層合并區(qū)厚度4.10~15.82m,平均11.31m;分叉區(qū)煤層厚2.58~8.90m,平均4.09m。22-1號煤層厚0.90~8.85m,平均5.38m。含0~12層夾矸,結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗粒砂巖、中粒砂巖、細粒砂巖、粉砂巖,底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、細粒砂巖、粉砂巖。

        目前本礦布置有1個綜采工作面, 3個綜掘工作面,礦井采掘比為1∶3。22號煤層采用長壁綜采放頂煤采煤法,頂板控制采用全部垮落法。采煤工藝:機組端頭斜切進刀→采煤機割煤→移架→推移前部刮板輸送機→放頂煤→拉后部刮板輸送機。工作面長度230m,平均采高10.5m,其中機采高度3.5m,放頂煤高度7m,循環(huán)進尺0.8m。

        該礦井生產(chǎn)能力計劃從240萬t/a提升到450萬t/a,為了加強煤礦生產(chǎn)能力管理,保證礦井運輸系統(tǒng)的正常運行,現(xiàn)對礦井工作面運輸系統(tǒng)、井下運輸大巷、井底煤倉給煤機的運輸能力進行計算,保證礦井正常生產(chǎn)。

        2 105工作面運輸系統(tǒng)運輸能力計算研究

        礦井105工作面的運輸系統(tǒng):105工作面刮板轉(zhuǎn)載機(SZZ1200/700) →105運輸巷道(DSJ120/210/3×315帶式輸送機)→3#帶式輸送機(DTL120/210/3×315帶式輸送機)→2#帶式輸送機(DTL120/210/2×250帶式輸送機),105工作面設(shè)備技術(shù)參數(shù)詳見表1。

        表1 105工作面設(shè)備技術(shù)參數(shù)表

        2.1 刮板轉(zhuǎn)載機年運輸能力

        刮板轉(zhuǎn)載機年運輸能力為

        A=16×330×A1/(104×1.1)

        (1)

        式中:A——年運輸處理能力,萬t/a;

        A1——設(shè)備小時運輸能力,3 500t/h;

        K1——系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)設(shè)備的運輸能力不均勻系數(shù),1.1。

        代入式(1)計算得出,A=16×330×A1/(104×1.1)=1 680萬t/a。

        2.2 105運輸巷道膠帶輸送機運輸能力

        105運輸巷道膠帶輸送機傾角平均-1.19°,運輸長度1 800m,帶寬B=1.2m,帶速v=4.0m/s,輸送能力Q=2 100t/h,驅(qū)動電機3×315kW,制動器KPZ-1200/59、BYWZ5-500/20。

        1)帶式輸送機小時運輸能力為[1]

        (2)

        式中:A——年運輸量,萬噸/a;

        k——輸送機負載斷面系數(shù),取420;

        B——輸送機帶寬,取1.2m;

        v——輸送機帶速,取4.0m/s;

        C——輸送機傾角系數(shù),取1;

        r——松散煤容積密度,取0.9t/m3;

        t——日輸送時間,取16h;

        k1——運輸不均勻系數(shù),取1.1。

        代入式(3)計算得出A為1 045萬t/a。

        2)按實測輸送機長度上的負載量核定為[2]

        A=3 600×330×w×v×t/(107×k1)

        (3)

        式中:w——實測單位輸送機長度上的負載量,kg/m,煤礦提供的實測輸送機長度上的負載量為83.33kg/m;

        v——輸送機實測帶速,取4.0m/s;

        t——日提升時間,取16h。

        代入式(3)計算得出A為576萬t/a。

        2.3 3#帶式輸送機運輸能力

        3#帶式輸送機傾角5.52°,運輸長度490m,帶寬B=1.2m,帶速v=4.0m/s,輸送能力Q=2 100t/h,制動器KPZ-1200/94、BYWZ5-500/121,驅(qū)動電機,3×315kW。

        1)帶式輸送機小時運輸能力為

        (4)

        式中:A——年運輸量,萬噸/a;

        k——輸送機負載斷面系數(shù),取420;

        B——輸送機帶寬,取1.2m;

        v——輸送機帶速,取4.0m/s;

        C——輸送機傾角系數(shù),取0.99;

        r——松散煤容積密度,取0.9t/m3;

        t——日輸送時間,取16h;

        k1——運輸不均勻系數(shù),取1.1。

        代入式(4)計算得出A為1 035萬t/a。

        2)按實測輸送機長度上的負載量核定為

        A=3 600×330×w×v×t/(107×k1)

        (5)

        式中:w——實測單位輸送機單位長度上的負載量,kg/m,煤礦提供的實測輸送機長度上的負載量為83.33kg/m;

        v——輸送機實測帶速,取4.0m/s;

        t——日提升時間,取16h。

        代入式(5)計算得出A=3 600×330×83.3×4.0×16÷(107×1.1)=576萬t/a。

        2.4 2#帶式輸送機運輸能力

        2#帶式輸送機傾角-1.34°,運輸長度510m,帶寬B=1.2m,帶速v=4.0m/s,輸送能力Q=2 100t/h,制動器BYWZ5-500/201,驅(qū)動電機3×315kW。

        1)帶式輸送機小時運輸能力為

        (6)

        式中:A——年運輸量,萬噸/a;

        k——輸送機負載斷面系數(shù),取420;

        B——輸送機帶寬,取1.2m;

        v——輸送機帶速,取4.0m/s;

        C——輸送機傾角系數(shù),取1;

        r——松散煤容積密度,取0.9t/m3;

        t——日輸送時間,取16h;

        k1——運輸不均勻系數(shù),取1.1。

        計算得出A為1 045萬t/a。

        2)按實測輸送機長度上的負載量核定為

        A=3 600×330×w×v×t/(107×k1)

        (7)

        式中:w——實測單位輸送機單位長度上的負載量,kg/m,煤礦提供的實測輸送機長度上的負載量為83.33kg/m;

        v——輸送機實測帶速,取4.0m/s;

        t——日提升時間,取16h。

        代入式(7)計算得出A=3 600×330×83.3×4.0×16÷(107×1.1)=576萬t/a。

        3 井下大巷運輸能力計算研究

        井下大巷運輸系統(tǒng):1#帶式輸送機(DTL120/160/3×250帶式輸送機)→井底煤倉(GLD2000/7.5/S型甲帶式給煤機)。井下大巷設(shè)備技術(shù)參數(shù)詳見表2。

        表2 井下大巷設(shè)備技術(shù)參數(shù)表

        帶式輸送機傾角平均角度2°,運輸長度1 700m,帶寬B=1.2m,帶速v=3.5m/s,輸送能力Q=1 600t/h,制動器KPZ-1200/77,驅(qū)動電機3×250kW。

        1)帶式輸送機小時運輸能力為

        (8)

        式中:A——年運輸量,萬t/a;

        k——輸送機負載斷面系數(shù),取420;

        B——輸送機帶寬,取1.2m;

        v——輸送機帶速,取3.5m/s;

        C——輸送機傾角系數(shù),取1;

        r——松散煤容積密度,取0.9t/m3;

        t——日輸送時間,取16h;

        k1——運輸不均勻系數(shù),取1.1。

        代入式(8)計算得出A為914萬t/a。

        2)按實測輸送機長度上的負載量核定為

        A=3 600×330×w×v×t/(107×k1)

        (8)

        式中:w——實測單位輸送機單位長度上的負載量,kg/m,煤礦提供的實測輸送機長度上的負載量為103.2kg/m;

        v——輸送機實測帶速,取3.5m/s;

        t——日提升時間,取16h。

        代入式(8)計算得出A=3 600×330×103.2×3.5×16÷(107×1.1)=624萬t/a。

        4 井底煤倉給煤機運輸能力研究

        井底煤倉下口安裝一臺GLD2000/7.5/S型帶式給煤機,給煤機輸送能力為2 000/h。

        給煤機給煤能力為A=330×18×2 000/(104×1.20)=990萬t/a。

        5 結(jié)論

        通過分析,在煤炭運輸系統(tǒng)中,系統(tǒng)中最小環(huán)節(jié)設(shè)備運輸能力為105運輸巷道膠帶輸送機,輸送能力576萬t/a。確定礦井井下運輸系統(tǒng)核定能力為576萬t/a,運輸能力滿足礦井?dāng)U建需求。

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