平煤八矿地面排矸系统改造方案新.docx
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平煤八矿地面排矸系统改造方案新
关于平煤八矿地面排矸运输系统改造方案的请示
平煤神马有限公司机电处:
我矿地面排矸运输系统设备陈旧,排矸效率低下,下一步二井投产和戊八煤开采后,排矸运输能力严重不足。
为满足正常生产后排矸运输能力的要求,亟需对现有排矸运输系统进行更新改造。
本着采用先进而且应用成熟的技术、保证整个系统安全可靠和能实现连续作业的原则,经多次现场勘察,我们提出了两套改造方案,经过方案论证对比,推荐使用在原矸石山轨道上敷设排矸皮带运输系统的方案。
现将《平煤八矿地面排矸运输系统改造方案》呈报,请审批。
平煤股份八矿
2014-2-12
平煤八矿地面排矸运输系统改造方案
1、地面排矸运输系统概况:
八矿地面排矸运输系统由煤楼903、905排矸皮带、副井翻罐笼系统共同向地面矸石仓卸载矸石,由矸石山绞车牵引前卸式翻矸箕斗向矸石山翻矸。
其中,煤楼903、905排矸皮带主要承担丁组煤洗煤系统洗选后运输过来的矸石运输任务,后期还要承担二井主运输系统筛选下的矸石,副井翻罐笼主要负责翻卸采用矿车运输升井的矸石。
(一)矸石山绞车概况:
矸石山现用绞车是1995年元月份投入使用,采用双滚筒缠绕式绞车倒拉牛牵引方式,承担全矿井地面排矸任务。
绞车型号为2JK—2.5/20,厂家是洛阳矿山机械厂,绞车电动机为280kw,型号为JR1510—12,提升容器为5.2方前卸式翻矸箕斗车,提升距离355m,绞车滚筒直径2.5m、宽度1.2m,最大速度3.2m/s,提升钢丝绳型号为6×7-Ф26mm—1200×2—1670MPa,同向左捻钢丝绳。
装矸点放碴嘴距轨道上面的最小距离为1800mm,装矸点硐室宽度为4.2m、硐室总长度约90m,硐室上段轨道宽度为6.5m,铺设43kg/m型双轨,轨距1200mm,轨道线路最大坡度17°,绞车设计排矸能力为65万吨/年。
1、绞车年排矸量计算如下:
(1)绞车设计排矸能力:
A=3600(b×t×pm×k)/(104×k1×k2×T)
t—日提升时间16h,
b—年工作日按工作330d,
pm—每次提升煤量吨/次(1.64吨/立方米×5.2方=8.5吨/次),
矸石山箕斗车容量为5.2方,
矸石比重按1.64吨/立方米,
k—装满系数取0.95,
k1—提升不均匀系数取1.1,
k2—提升能力富余系数取1.1—1.2,
T—提升一次循环时间s/次,约194s。
绞车年排矸量计算如下:
A=3600(b×t×pm×k)/(104×k1×k2×T)
=3600×(330×16×8.5×0.95)÷(104×1.1×1.1×194)=65万吨/年
(二)903、905皮带概况:
903皮带现采用一台Y225M—4型45KW电机、一台ZQ750—3.15—6减速机牵引带宽1m皮带,带速2m/s,运输量约为300t/h。
905皮带现采用一台Y180L—A型22KW电机、一台ZQ750—3.15—6减速机牵引带宽1m皮带,带速2m/s,运输量约为300t/h。
皮带实际运输能力为198万吨/年。
皮带实际运输能力计算如下:
A=1.25×330×16×300=198万吨/年
(三)翻罐笼系统概况:
翻罐笼系统由T-3Z绳式推车机、翻罐笼组成,其中绳式推车机负责将两吨碴车牵引至翻罐笼处,然后进入翻罐笼并通过操作翻罐笼将矸石翻进矸石仓。
二、地面排矸运输系统存在主要问题:
矿井现生产能力360万吨/年,年出矸量约为36万吨/年,随着八矿二水平的投产及戊八煤层开采,下步原煤系统年出矸量约达到80万吨/年或更多(一水平开拓年出矸量约为9万吨;丁组煤洗煤厂洗选后年出矸约为22万吨;戊八煤年开采量中夹矸量约为34万吨;二井设计年产量为150万吨,年出矸量约为15万吨/年)。
矸石山绞车现排矸能力65万吨/年不能满足矿井排矸需要。
同时,由于矸石仓容积(约为160m3)有限,当905皮带连续排矸时,经常出现矸石仓满仓905皮带被迫停运现象,直接影响丁组煤洗煤厂洗煤能力,下一步还将影响二井明斜皮带的运行。
为确保矿井排矸系统正常安全运转,适应矿井长远发展需求,经研究决定对地面排矸运输系统进行改造。
3、改造方案:
系统改造的技术原则:
1、采用先进而且应用成熟的技术;
2、保证整个系统安全可靠;
3、能实现连续作业。
受地面工业广场地形的限制,经多次现场勘察,我们提出两套改造方
案。
方案一:
将现有2JK—2.5/20型绞车提升运输系统拆除,利用矸石山现有轨道安装一部DTL100/80/2×160S型皮带机并采用防滑皮带(皮带选型计算附后),皮带长度约600m。
在平硐以上搭建彩板房对皮带走廊进行封闭,同时在皮带卸载部分加工并安装溜矸槽,引导矸石顺溜矸槽流向矸石山北侧溜矸道。
皮带驱动采用中间+123水平(平硐上口)驱动方式,这样便于设备安装和检修。
皮带机尾采用甲带式给料机送料。
方案二:
保留现有2JK—2.5/20型绞车提升运输系统,将现有905皮带机头向西延伸约15m,在905皮带机头下方架设一条皮带走廊,沿矸石山西侧到达翻矸架西侧,并在皮带卸载部分加工并安装溜矸槽,引导矸石顺溜矸槽流向矸石山西侧溜矸道。
原绞车排矸仍向北侧排矸。
(一)方案一,具体施工内容:
1、平整矸石山场地为设备暂时存放提供场地。
2、利用现有绞车将改造所需皮带架、驱动滚筒及施工工具等运送到指定地点并卸下存放。
3、拆除现有溜矸嘴、箕斗、钢丝绳、导向轮、地辊、翻矸大架等。
4、在原溜矸嘴下方安装甲带式给料机、利用原绞车导向轮基础坑(平硐口向上20m处)稍作施工作为驱动滚筒基础坑,在放碴咀下方及翻矸大架下方约10m处分别挖坑作为从动滚筒基础。
利用原绞车的电控间位置安装皮带电控系统。
5、将1.3m长的11号槽钢每隔3m横放在原东车轨道上并与其焊接固定在一起,作为皮带架基础。
6、利用原有翻矸轨道西侧矸石山绞车导向轮基础安装JD-2.5绞车一台,用于运输皮带设备。
7、在距离皮带东侧0.5m、西侧1m处安装彩板房基础,并将皮带封闭起来。
(西侧空间大可以满足行人及检修需要)
(二)方案二,具体施工内容:
1、在905排矸皮带机头西侧约15m处架设皮带走廊(因需横跨道路及房屋,采取预制基础建架空走廊),走廊沿矸石山方向按照17°坡度架设,长度约600m与矸石山翻矸架对齐。
(卸碴后便于铲车运输)
2、在皮带走廊内约350m处施工驱动轮基础,在皮带走廊起点及595m处各
施工一个从动轮基础,安装一部上山运矸皮带。
3、将905排矸皮带向西延伸与新铺设皮带搭接,同时在原905排矸皮带机头卸载点处安装分矸器,保证905皮带仍可实现向矸石仓卸碴功能。
(三)方案一、二优缺点比较:
方案一,改变原有绞车排矸系统间断性运输状况,实现地面排矸运输系统的连续性运输,提高了矿井排矸能力,从而满足矿井排矸需要。
利用现有轨道施工,设备安装难度较小。
但需将现有排矸系统拆除,改造期间矿井排矸系统停运,影响煤楼储装运系统正常生产。
方案二,在不影响现有绞车排矸系统的前提下,可实现将洗煤厂洗选后的矸石及二井矸石直接排放到矸石山,减小了矸石仓储存矸石压力。
同时,由于在原905排矸皮带机头卸载点处安装分矸器,保留了905皮带向矸石仓卸碴功能,将彻底改变由于矸石仓满仓而影响矿井排矸系统正常运行的状况,可提高矿井排矸能力,满足矿井排矸需要。
但由于皮带走廊需横跨道路及房屋架空施工,施工难度大、投入费用高,同时又增加了运行、维护人员,运行费用高。
综上所述,考虑到施工难度、改造费用等因素,建议采用方案一对地面排矸运输系统进行改造。
四、矸石山皮带系统参数:
1、输送机最大静张力差:
T
2、输送机电机功率:
160*2KW
3、最大速度:
2.5m/s
4、胶带型号:
ST1600
5、胶带宽度:
1000mm
6、最大运量:
500t/h
7、正常运量:
300t/h
8、皮带长度:
600m
五、主要设备及系统改造概算:
皮带主要由驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、输送胶带、上、下托辊组、拉紧装置、清扫器、加料、卸料装置、支承构件、安全保护装置构成,另外含以下设备:
1、高性能皮带智能电控系统,包括:
PLC控制柜1台
进口测速+编码器一体化装置1套
软启动装置1套
2、液压制动装置1套
3、DTL100/80/2×160S带式输送机1部
含皮带综合保护装置、包括各传感器1套
4、矸石仓闸门及甲带给料机1套
5、电控系统随机备件,包括:
常用电气系统易损件1套
常用液压系统易损件、密封件1套
6、排矸监视系统1套
增设监视系统,实现远程实时观察各设备工作情况,把所有设备都置于监控人员的视觉范围内,具体方案为:
在矸石山顶、矸石仓下、中间驱动滚筒机处各安装一台高像素彩色摄像机,图像信号经视频放大后通过视频同轴电缆传输到操作台的监视器上。
7、土建部分包括皮带机头溜矸槽、矸石仓(可用钢板焊接制作)、带式输送机走廊、场地平整等,土建工程总造价估算100万元。
工程概算:
1套皮带运输系统约500万元,合计约600万元。
六、系统改造效果分析:
改造后,排矸能力明显增大,由现场统计改造前年排矸能力为65万吨,改造后年排矸能力能增至84万吨。
矸石山排矸能力的提升,解决了制约矿井由年产300万吨向500万吨发展中存在的瓶颈问题,为提高产能和获得长远经济效益做出积极贡献。
附件1:
皮带选型计算
附件2:
《工业广场平面布置图》
附件3:
《地面排矸运输系统改造设备布置图》
附件1:
皮带选型计算
根据矿井年产量对排矸运输设备能力的要求,以及皮带的有关设计参数,对矸石山皮带选型进行如下计算校验:
1、已知条件:
年运输矸石量Q年=80万t/a
皮带长度L=600m
倾角β=17°
提升高度H=175m
运输不平衡系数K=1.4
工作制度330d/a,16h/d
2、皮带运量选型计算:
(1)皮带小时运量A
A=800000/330/16×1.4
=212t/h
考虑到生产的不均衡性,A=300t/h
(2)胶带带宽选型计算:
B=
=
*1.8*2.5*0.9=0.44m
由于B≥2amax+200=2×400+200=1000mm
初选胶带为阻燃钢绳芯胶带B=1000mm,ST1600
带速v=2.5m/s
胶带每米质量q0=30kg/m
每米胶带上物料质量q=
=300÷(3.6×2.5)
=33.3kg/m
每米上托辊转动部分质量q‘=14.6kg/m,
每米下托辊转动部分质量q“=5.7kg/m,
运输阻力系数ω=0.03
(3)胶带上分支运行阻力F1:
F1=(q+q0+q‘)ωLgcosβ
=(33.3+30+14.6)×0.03×9.81×(600×cos17°)
=22.9×573.8=13140N=13.2kN
(4)胶带下分支运行阻力F2:
F2=(q0+q“)ωLgcosβ
=(30+5.7)×0.03×9.81×(600×cos17°)
=35.7×573.8=20484N=20.5kN
(5)物料提升阻力F3:
F3=qHg
=q×Lgsinβ
=33.3×600×9.81×sin17°
=57305.9N=57.30kN
(6)胶带机正常运行时传动滚筒的总圆周力Fu:
Fu=F1+F2+F3
=13140+20484+57305.9
=90929N=91kN
(7)正常运行时传动滚筒的轴功率为:
P0=
=90929.7×2.5/1000
=227kw
(8)电机功率计算:
PM=K1×P0
=1.4×227
=318kw
(9)采用双传动滚筒双电机驱动,取功率配比为P1:
P2=1:
1
由功率配比得:
Fu1=Fu2=Fu/2=91÷2=45.5kN
(10)考虑到上下胶带的最小张力设上下分支的最小张力点处S3、S4的张力分别等于12kN
则S2=S3-F2+q0gH=12-20.5+30×9.8×175÷1000=43kN
计算最大张力
S1=Fu+S2=91+43=134kN
S1-2=S1-Fu1=134-45.5=88.5kN
(11)胶带安全系数m的计算:
m=ST·B/Smax=1600×1000÷134000=11.9满足要求。
(12)不打滑条件演算:
取第一个传动滚筒围包角为:
α=170°,μ1=0.3,eμ1α1=2.44。
取第二个传动滚筒围包角为:
α=240°,μ2=0.3,eμ2α2=3.51。
S1/S1-2=134/88.5=1.51<eμ1α1=2.44
S1-2/S2=88.5/43=2.06<eμ2α2=3.51
满足不打滑要求。
(13)取电动机为YB355M-4,功率为160KW,2台。
3、该胶带运输机主要参数为:
B=1000mm,v=2.5m/s,Q=300t/h,L1斜长=600m,阻燃型钢绳芯运输带ST=1600N/mm,β=17°,电动机YB355M-4、N=160KW、两台。
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