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摘 要：平顶山天安煤业股份有限公司一矿工业广场内现排矸方式为汽车外运，即洗煤厂矸石和矿井掘进矸石通过皮带转运到矸石场，由铲车装到汽车外运。随着环保要求越来越高，将禁止矸石外运汽车上路，这势必造成一矿矸石积压和无处排放的局面，严重影響一矿洗煤厂的洗选加工及矿井的正常生产。本文对其矸石铁路运输系统进行改造，通过增加1部带式输送机，解决了无法汽车外运矸石的问题。矸石铁路运输系统改造缓解了一矿矸石运输能力紧张的问题，同时保证了矸石长期有序、稳定地装车外运，保证了矿井的正常生产，对其他矿井矸石铁路运输系统改造具有借鉴意义。
关键词：矸石;运输系统;系统改造;铁路运输
中图分类号：TD52 文献标识码：A 文章编号：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
平顶山天安煤业股份有限公司一矿（以下简称“平煤股份一矿”）位于平顶山矿区中部，距市区较近。矿院内工业广场生产产生的矸石经排矸带式输送机运至矸石场储存，由铲车装汽车外运。随着环保要求越来越严，将禁止矸石外运汽车上路，这势必会造成一矿矸石积压堆积和无处排放的局面，严重影响一矿洗煤厂的洗选加工及矿井的正常生产。为了保证一矿的正常生产运转，解决院内矸石外运的问题，必须改造一矿院内工业广场现在的矸石外运方式，达到环保要求，并满足一矿正常的生产要求。
1 设计指导思想
方案设计以安全、效益、环保为原则，对一矿矸石铁路运输系统进行改造，尽量利用现有场地和原有设施，保证矸石铁路运输系统改造工程建设时不影响或少影响矿井的生产，工程设计采用先进合理的技术、工艺及装备[1]。
2 一矿院内工业广场矸石现有外运方式
一矿院内工业广场矸石主要来源是动筛车间原煤筛分矸石和一矿洗煤厂的洗选矸石，总排矸量为4 000～4 500t/日。两部分矸石在5号转载点处汇集，经排矸带式输送机卸至矸石储存点，由铲车装至汽车外运。详见图1。
3 矸石铁路运输系统改造方案论证
3.1 矸石场周围现状
一矿院内工业广场现有矸石场坐落于厂区西南角，西侧为居民住房，东侧为煤场，北侧为铁路站场，铁路站场共有5道装车线，从北向南依次为1—5道轨，为一矿煤炭外运装车线，每天装车约220个。其中，1道、2道为道发线，3—5道为装车线。
3.2 矸石铁路运输系统改造方案
根据现一矿矸石场现状和铁路站场运煤情况，矸石铁路运输系统改造主要有以下三个方案。
3.2.1 方案一。不建矸石缓存仓，矸石利用5号铁路装车线装火车外运，即在5号矸石装载点到返煤装载点间，新建一条去7#返煤转载点的皮带走廊，矸石通过5号铁路装车线装火车外运。
新建去5号矸石装载点至返煤转载点的皮带走廊有2个方案。①新建皮带走廊跨过铁路装车线。在5号矸石装载点到返煤装载点间，新建一条去7#返煤转载点的皮带走廊，矸石通过5号铁路装车仓装火车外运。②新建皮带走廊不跨过铁路装车线，在火车线南侧排矸带式输送机二走廊下新建8#转载点，新建一条运矸转载带式输送机，将矸石转运至返装煤系统，矸石通过5号铁路装车仓装火车外运。如图2所示。
皮带走廊不建在装车铁路线上，不影响铁路线路的频繁装车作业，从而降低皮带走廊现场施工难度。同时，保留现有矸石的排矸线路。但系统运行时，需要运行排矸带式输送机，增加了运行成本。从降低施工难度和系统运行灵活性考虑选用方案②，尽量减少对现有煤炭装运系统的影响。
方案一优缺点如下。优点：①只需要新建一条去返煤转载点的皮带，投资较少，工期快;②利用现有5号铁路装车线，减少项目投资。缺点：①利用现有5号铁路装车线，影响煤炭装车外运;②5号装车仓较小，无法满足矸石储存能力的要求，需要铁运处一直现场调车装运矸石，影响铁路调车外运时间。
方案一利用现有运矸设备，新增1部运矸带式输送机，投资280万。安装工程工期2个月，项目总工期预计5个月。
3.2.2 方案二。新建2个矸石缓存仓，矸石利用5号铁路装车线装火车外运。在矸石场现装矸处新建直径18m储存5 000t的矸石仓2个，经5#转载点将矸石运到矸石仓内储存。仓下新建仓下运矸带式输送机，将矸石转运至7#转载点，然后通过5号铁路装车线装火车外运。如图3所示。
方案二的优缺点如下。优点：①建有2个5 000t矸石仓，可以缓存矸石;②充分利用现有5号铁路装车线，减少项目投资。缺点：①利用现有5号铁路装车线，影响煤厂返装煤装车外运;②需要建2个5 000t矸石仓，改造去矸石场的皮带走廊，新建仓上配仓、仓下运矸带式输送机，输送环节多，项目投资大，建设周期长。
方案二尽量利用和改造现有运矸设备，新增4部带式输送机，2个矸石仓，1个转载站投资3500万。安装工程工期6个月，项目总工期预计12个月。
3.2.3 方案三。新建铁路装车线，在铁路上新建2个矸石缓存仓，独立装车装火车外运矸石。改造既有铁路材料线，向西延长250m，新建18m储存5 000t矸石仓2个，矸石仓以西新铺轨170m，可满足一次对车10辆。在既有材料线上新增加一组道岔和100m左右的线路，用于卸料。将矸石运至新建矸石仓，经仓下给料机装火车外运。如图4所示。
方案三优缺点如下。优点：①建有2个5 000t矸石仓，可以缓存矸石;②新建铁路装车线，与煤炭运输不干涉，相互不影响。缺点：①需要建2个5 000t矸石仓，改造去矸石场皮带走廊，新建仓下运矸皮带和转载皮带，新建铁路装车线和装车点，项目投资大，建设周期长;②新建铁路线长度向西超出坑木场西边道路，需要对西边道路进行下穿改造，增加项目投资;③改造铁路线路需要征地，费用无法估计，存在不确定因素。
方案三尽量利用现有运矸设备，新增2部带式输送机，建2个矸石仓，1个转载站，铁路线改造延长。投资2000万（不考虑征地等费用），工期：安装工程工期6个月，项目总工期预计12个月以上（不考虑征地、拆迁、修路等时间）。
3.3 矸石铁路运输系统改造方案选择
通过方案比较，考虑铁路安全距离要求、煤炭运输不受影响及施工难度等因素，采用方案一解决目前矸石外排问题。方案比較结果如表1所示[3]。
4 经济、社会效益
全矿井按总排矸量4 000～4 500t/日，全年排矸量132万t。经过改造排矸系统后，由原来的汽运改成火车运输，与汽车运输成本6元/t相比，火车运输可节约运输费用：132×6=792万元。
5 结论
矸石输系统改造缓解了一矿矸石汽车运输污染环境的问题，同时保证了矸石长期有序、稳定地装车外运，保证了矿井的正常生产;降低了对环境和居民的影响，对打赢矿区环保攻坚战意义重大;对其他矿井矸石铁路运输系统改造具有重要借鉴意义。
参考文献：
[1]洪军.里彦煤矿矸石山运输系统的技术改造[J].山东煤炭科技，2008（2）：141-143.
[2]董万江，乔云海.安太堡露天煤矿选煤厂矸石运输系统改造[J].露天采矿技术，2000（4）：20-21.
[3]杨育.设施规程[M].北京：科学出版社，2010.