智能煤倉運行系統

（防止原煤倉堵倉、蓬倉、竄倉的最佳方案）

一、何謂原煤倉

原煤倉：指的是在煤礦井底、選煤廠、電廠、焦化廠等地面進行臨時貯存煤炭的場所，在生產過程中，主要是用于放置原煤的容器。在煤礦井下的小型原煤倉主要是起到緩沖倉的作用，大型煤倉主要是起到倉儲作用。原煤倉終歸是用于中轉煤炭的作用，擁有煤炭輸入口和輸出口，確保原煤倉的正常運轉，是煤炭生產、運輸、存儲等環節的重中之重！

二、為何研究原煤倉

中礦恒揚科技有限公司的研發團隊，下大力氣對全國大范圍內煤倉開展研究，深入煤礦井下及眾多選煤廠、電廠、焦化廠的煤倉現場進行大量的實地研究。主要基于以下三點原因：

1、煤倉數量眾多，涉及面極廣；

2、煤倉在生產、運輸、存儲等環節作用巨大；

3、煤倉事故頻發，造成損失巨大。

三、指導原則

1、解決根本性問題，從源頭抓起。

俗話說“病從口入”，要想解決煤倉的一系列問題，必須解決原煤的來源問題，從跟不上解決煤倉問題。

2、做好煤倉防護工作，杜絕事故的發生。

當出現應急情況的時候，必須有預先設計好的應急措施，以備不測，防止事故的發生。

3、綜合治理，解決多種難題

煤倉的難題是多樣性、復雜性，必須打出組合拳，多方位武裝煤倉。切不可腳疼醫腳、手疼醫手，只是解決局部難題。

四、煤倉面臨的重大問題

在日常生產的過程中，原煤倉主要面臨以下三大難題：

1、堵倉  90%以上的原煤倉都發生過堵塞問題，造成堵倉的主要原因有以下幾種情況：

①煤粒結塊  

煤塊自身之間，煤塊與筒壁之間的摩擦力也越來越大，煤塊之間發生團聚，特征尺寸顯著增大，堵塞在內徑較小處，容易造成煤塊結構性堵倉。

②粘煤  

原煤粘性大，自身容易積聚，同時與倉壁形成黏結，在生產過程中，粘煤造成的堵倉事故比例非常高。

③大矸石、大煤塊卡堵

大塊矸石、大煤塊流通到倉口的時候，非常容易造成堵倉，直接鎖住倉口，動彈不得，造成嚴重堵倉。

④雜物裹挾

從采煤面、掘進面過來的錨桿、枕木、型鋼、金屬網等雜物，落入煤倉，非常容易造成堵倉。

⑤煤倉內存煤太少  

當煤倉存煤太較少時，煤塊從高空向底部加速度沖擊，沖擊力非常大，底部少量存煤被沖擊壓實，再次放煤時候，就容易結塊造成堵塞。

⑥煤倉混凝土倉壁表面粗糙，摩擦系數大。這是煤倉內部出現了自身問題，內部凸凹不平，甚至滲水，物料堆聚，容易造成堵倉。

⑦煤倉結構問題

煤倉結構非常關鍵，出口太小，底部收口為方錐，流通截面突然變小，這從根本上容易造成堵倉。

2、竄倉（也稱涌倉、潰倉）

綜采工作面生產時，順槽皮帶將水及煤運輸至中轉煤倉，水煤由此在倉內堆積，當煤倉出口給煤機啟動，煤水混合物一涌而出，容易發生竄倉事故。另外當煤倉出現粘煤堵倉的時候，為了疏通煤倉，人工采用高壓水槍向煤倉內注水，形成水煤漿，當煤倉瞬間疏通后，煤水混合物快速流通，同樣容易出現竄倉事故。竄倉造成的危害是巨大的，嚴重的造成設備損壞、巷道堵塞、甚至是人員傷亡，并直接造成生產停滯。

綜上所述：造成竄倉的直接原因，就是大量水煤在煤倉內形成了容易快速流通的水煤漿！

3、蓬倉

當煤塊較多落入時內阻力增大，煤塊容易在煤倉內徑較小處堆積、“搭橋”也就是“蓬煤”。

近壁煤粒是滑動摩擦力較大的煤粒與煤粒間的相對運動，不是滑動摩擦力較小的煤粒與光滑倉壁間的相對運動，近壁煤粒處于滯流狀態。近壁煤粒越長時間滯流越容易被壓實，越使煤粒與煤粒間以及煤粒與光滑倉壁間的靜摩擦力增大，也就是說這部分近壁煤粒越容易滯流不動而貼壁生根。

在中間區域煤粒流經貼壁生根煤粒過程中，若流動煤粒的重力小于煤粒與煤粒間的滑動摩擦力時，流動煤粒將粘附到貼壁生根煤粒上而靜止不動，隨著時間的推移，煤粒與煤粒間的靜摩擦力不斷增大，靜止煤粒逐漸成為了生根煤粒。由于生根煤粒的不斷增高增厚，蓬煤狀態也就形成了。有兩種情況最容易形成蓬倉：

①大塊矸石、煤塊、長條狀雜物進入煤倉后，在煤倉出口或者與倉壁搭接，非常容易出現蓬倉現象。

②粘煤的出現，其與倉壁容易形成拱型搭橋，造成蓬倉現象。

五、煤倉的硬性規定

1、根據2016版《煤礦安全規程》133條規定： 傾角在25°以上的小眼、煤倉、溜煤（矸）眼、 人行道、上山和下山的上口、必須設防止人員、物料墜落的設施。

2、根據2016版《煤礦安全規程》134條規定：煤倉、溜煤（矸）眼必須有防止溜煤（矸）堵塞的設施。檢查煤倉、溜煤（矸）眼和處理堵塞時，必須制定安全措施。處理堵塞時應當遵守本規程第三百六十條的規定，嚴禁人員從下方進入。嚴禁煤倉、溜煤（矸）眼兼做流水道。煤倉與溜煤（矸）眼內有淋水時，必須采取封堵疏干措施；沒有得到妥善處理不得使用。

3、根據2016版《煤礦安全規程》151條規定：井下所有煤倉和溜煤眼都應當保持一定的存煤，不得放空；有涌水的煤倉和溜煤眼，可以放空，但放空后放煤口閘板必須關閉，并設置引水管。溜煤眼不得兼作風眼使用。

4、根據2016版《煤礦安全規程》423條規定：提升裝置必須按照下列要求裝設安全保護 （八）倉位超限保護：箕斗提升的井口煤倉倉位超限時，能報警并閉鎖開車。

5、根據2016版《煤礦安全規程》499條規定：井下下列地點必須設置甲烷傳感器: (七)煤倉上方、封閉的帶式輸送機地面走廊。

6、根據2016版《煤礦安全規程》643條規定：粉塵監測采樣點布置：地面作業場所，地面煤倉；測塵點布置，作業人員活動范圍內。

7、根據2016版《煤礦安全規程》644條規定：礦井必須建立消防防塵供水系統，并遵守下列規定：煤倉放煤口、溜煤眼放煤口、卸載點等地點必須敷設防塵供水管路，并安設支管和閥門。防塵用水應當過濾。

8、根據2016版《煤礦安全規程》652條規定：井下煤倉 (溜煤眼)放煤口、輸送機轉載點和卸載點，以及地面篩分廠、破碎車間、帶式輸送機走廊、轉載點等地點，必須安設噴霧裝置或者除塵器，作業時進行噴霧降塵或者用除塵器除塵。

六、原煤倉事故案例

1、2019年12月29日凌晨，大同煤礦集團地煤公司焦煤礦305煤眼發生一起流煤眼歘煤事故，事發當時被困6人，經礦積極組織搶險救援，其中1人送醫后生命體征平穩，5人經搶救無效死亡。煤倉殘存煤矸泥蓬倉于下鎖口；煤倉上口巷道裂隙水流入煤倉，埋下隱患；違規啟動煤倉給煤機，造成約84立方米水煤瞬間竄倉，水煤漿造成的竄倉是造成本次事故的直接原因。

2、2019年10月21日22時，錦運煤礦，主斜井下部車場煤倉，根據工作安排，當班人員對主斜井下部車場煤倉內淤積的原煤進行清理，為加快清理速度、清理工就下到煤倉底部，由下往上清理，次日7時35分，因淤積煤炭的下部被掏空，倉壁上方的原煤沿煤倉壁快速下滑，將清理工沖倒并掩埋，清理煤倉底部淤積造成倉壁沿煤下滑是本次事故的直接原因。

3、2009年1月8日凌晨5:04分，袁莊礦Ⅳ1采區集運機頭煤倉發生一起皮帶機司機墜入煤倉致死事故。2009年1月7日夜班，皮帶機司機沒有按照透眼措施規定匯報值班人員，而是自己翻過安全護欄，站在溜煤道上口進行直接透眼，不慎由溜煤道墜入井下煤倉內，后經搶救無效死亡。現場安全措施落實不到位。柵欄沒有全封閉、煤倉上口沒有保險帶。沒有安全措施的情況下透眼是本次墜入煤倉事故的直接原因。

4、2009年6月16日19時左右，龐龐塔礦工人在主斜井強力皮帶機尾清理浮煤，主井底原煤倉出口給煤機的閘門沒有到位，水煤開始下落，不一會突然發生水煤竄倉，大量水煤竄至皮帶機尾，將在此清理浮煤的3個工人掩埋， 造成主斜井末端橫貫堵塞，機尾被埋，三人死亡。水煤涌進煤倉，導致煤倉結拱，結拱突然坍塌造成竄倉是本次事故的直接原因。

5、2001年4月22日早晨，曉南礦中央膠帶輸送機道煤倉，倒倉隊安排白班清中央膠帶輸送機道緩沖煤倉，班前會上比較認真地貫徹了措施。11時10分清倉工系安全帶進入煤倉，11時38分左右向倉上口喊話，要求關閉壓風，并向下倉口喊話要求停膠帶輸送機，在膠帶輸送機停機瞬間發生了倉壁浮煤墜落，將清倉工埋住。經過礦積極組織搶救，16時將清倉工從煤倉中扒出，已死亡。在清理煤倉過程中浮煤墜落是造成本次事故的直接原因。

6、2014年4月10日，劉家梁煤礦主井底原煤倉發生第一次竄倉后，安排工人在定量斗平臺上清理竄倉遺留的煤泥，主井底原煤倉持續滲水使倉壁上殘存的煤泥突然滑落，造成二次竄倉，水煤漿從給煤機出口快速通過，直接將在定量斗平臺上清理煤泥的3個工人沖下平臺，墜入井底，造成人員傷亡。二次竄倉是造成本次事故的直接原因。

7、2015年11月17日，張家口發電廠4號鍋爐原煤倉，中標單位工人對4號煤倉進行內部清拱，在清煤的過程中，倉內上部側壁存煤突然坍塌，將清理工埋入煤下。事故發生后，經全力搶救無效清理工死亡。按照規定：煤倉內積煤粘在倉壁上而倉內余煤量不大時，從進人口掛好爬梯進入，從上而下依次將粘壁原煤清理下，使其自然流至錐形斗下煤口處。清理人員站在有浮煤的下方清理，造成倉壁粘煤松動，倉壁粘煤坍塌是造成本次事故的直接原因。

8、2011年7月8日，沙曲礦南膠1#煤倉，皮帶隊副隊長發現南膠1#煤倉被堵倉，經現場實際勘查后，發現煤倉內被大矸石擁擠后卡住造成堵倉，大矸石來源：綜采一隊15101工作面頂板破碎，采煤機割煤及支架拉移過程中，將大塊矸石跌落到運輸機內將其運出，工作面的破碎機不能正常開啟，導致大矸石從工作面被運輸進入煤倉。大矸石沒有被發現并破碎是造成本次堵倉的直接原因。

9、望峰崗選煤廠經過2006年改擴建后，擁有4個原煤倉，煤倉直徑22m，高47m，最大原煤存儲量1萬t，由于原煤倉內的瓦斯濃度高達4.2%，瓦斯含量過高，加之該選煤廠的原煤倉內部曾發生過瓦斯自燃事故，為消滅潛在事故，遂決定向原煤倉內噴水，造成原煤倉發生竄倉，約150t水煤漿自煤倉出口瞬間傾瀉而出，直接將煤倉下方的給煤機、運輸機覆蓋，造成設備損壞；向煤倉噴水形成水煤漿是造成本次竄倉的直接原因。

10、2011年9月3日夜班，堿溝煤礦東三+495煤倉，煤倉口西幫一根Φ50的PVC供水管從接頭處斷開，一股水流直接沖到石門水溝，石門水溝溢滿后又流入煤倉；在東三+541m下山繞道處找到閘閥并關閉閘閥，由于閘閥銹蝕嚴重，無法將閥完全關死，水不能及時關掉，誘發了竄倉事故的擴大。Φ50的PVC供水管接頭處質量存在問題，承壓強度不夠，從接頭處斷開，水流進入煤倉是造成本次竄倉事故發生的直接原因。

11、2005年11月23日零點班，常村礦主井提煤時箕斗提不動，派人檢查后發現箕斗超重，派人檢查，發現井底水窩溜煤口堵死，水窩流入大量煤約300噸，調派人員在溜煤口下方斜巷進行清理。下午5時左右正在清理積煤，突然從溜煤口處涌出大量水煤，將一名職工埋在煤里，周圍的人員立即組織去搶救，這時又有大量水煤涌出，又把兩名職工埋在煤里，造成3名職工不幸遇難的較大事故。主井提升系統對裝載站多裝載故障沒有顯示，控制程序存在問題，是這次事故的源頭。現場箕斗發生二次裝載、多次裝載沒有被及時發現，水煤造成的竄倉是本次事故的直接原因。

12、1987年9月1日，陽泉礦務局四礦二區四尺煤31區煤倉，煤倉發生篷倉，入倉皮帶停止運行。區領導要求煤倉上口崗位工往煤倉里注水，想用水將篷煤沖下，先后進行了6次灌水，灌水量總計205.39立方米。2日16時左右，維運區副區長用大錘敲打扇形門的連桿，又用撬棍在搖動板變形處的小口捅煤，正在處理當中，突然聽到給煤機上有響聲，生產副礦長在平臺上發現東、西兩側箱板都有不同程度的裂縫和開焊，其他7人便從煤倉下往北撤離，突然一聲轟鳴，水煤泥從煤倉口竄倉，其中6人在倉北6.4—23米的位置被煤泥流掩埋死亡。事故發生后經調查測定，沖出煤泥水合計573立方米，煤泥水淤積巷道210米（煤倉南側90米，北側210米）。蓬倉后向倉內大量灌水，超過了給煤機箱板兩側的承載能力。向煤倉灌水引發竄倉是造成本次事故的直接原因。

13、2005年11月27日21時22分，龍煤集團有限責任公司七臺河分公司東風煤礦，該礦井口煤倉堵塞，現場人員使用炸藥爆破疏通方式，進行煤倉疏通。使用炸藥爆破疏通方式，引起粉塵爆炸事故，導致煤塵飛揚達到爆炸界限，放炮火焰穿到井下煤塵爆炸的一起重大的責任事故，事故調查最后死亡171人，傷48人，直接經濟損失4293.1萬。使用非專用炸藥違章作業處理煤倉堵塞是造成這次特重大事故發生的直接原因。

14、2017年10月26日0時，淮南礦業集團潘二煤礦在西二采區煤倉內進行修護作業時，西二采區煤倉中部錨(桿)噴支護段片幫垮落后，錨桿、金屬網、濕煤及大塊矸石等混在一起，導致煤倉內煤矸局部堆積不實，維護工站在堆積不實的煤矸平臺上作業時，佩戴的保險帶未固定在預留的保險繩上，煤矸突然塌陷，維護工隨之陷落被埋致死。在煤倉內煤矸平臺上作業時，倉壁片幫突然塌落造成本次事故的直接原因。

15、1998年10月5日白班，大興礦對地面圓筒儲煤倉進行清倉。救護隊現場勘查1號放煤口貨量較少，便確定由1號放煤倉上人檢查倉內情況并形成上人臺階。準備攀上分煤器上部清貨，煤倉分煤器掛貨突然片幫，緊接又連續兩次片幫掉貨，將煤倉清理人埋住，雖經在場的救護隊職工奮力搶救，但因搶救無效死亡。自下而上清理煤倉，分煤器掛煤灑落是造成本次事故的直接原因。

七、解決方案

綜上所述，我們可以總結到煤倉在日常運行的過程中，遇到的難題是叢出不窮的，造成的事故更是普遍的，危害性極大，給現場操作人員及管理人員帶來了眾多障礙。

如何去解決煤倉的難題？八仙過海，日積月累，現場廣大職工也都想盡了辦法。具體有：大錘振、撬棍捅、風鎬砸、高壓水槍沖、放炮崩、空氣炮、疏松機等等。

以上所有方法都有兩個共性：

其一是：局部性，現場各個單位根據自身煤倉遇到的問題，采取臨時的局部應急措施。在某種程度上解決了現場臨時的問題，但對于整個行業來說，并沒有形成一套完整的解決方案。

其二是：被動性，以上煤倉事故處理的所有方法，全部是因煤倉形成既有事故后開展實施的，沒有前瞻性和預見性。

中礦恒揚科技有限公司研發團隊通過現場大量的調研總結，就是要在行業內形成一套解決煤倉難題的產品體系，從根本上解決煤倉所遇到的種種難題，而不是拘泥于某一個煤倉的問題。

中礦恒揚科技有限公司研發的煤倉智能運行系統具有顯著的自身特征：

其一是：綜合性，根據煤倉容易發生堵倉、竄倉、蓬倉等事故，綜合治理，標本兼治，形成一套完整的產品體系。

其二是：主動性，從原煤來源入手，在原煤入倉之前，對原煤進行有效處理，防止煤倉事故發生。

其三是：智能性，在煤倉運行系統中置入圖像智能識別技術，通過軟件建立數據庫，使系統具有自學習能力，替代人工監測。

八、項目重大意義

目前現場運行的煤倉數量龐大，事故發生非常頻繁，給生產及人身安全造成重大損失，中礦恒揚科技有限公司研發的煤倉智能運行系統填補了國內多項技術空白，產生了良好的經濟價值和社會價值，具有很強的推廣應用價值。具體如下：

1、確保原煤倉的正常運轉；

2、避免煤倉災害事故的發生；

3、提高現場工作人員的管理水平；

4、為行業樹立新的標桿及標準。