孫疃礦采區(qū)運(yùn)輸人行上山合一技術(shù)應(yīng)用

張紅星

（孫疃煤礦保運(yùn)二區(qū)，安徽 淮北 235000）

1 前言

在采區(qū)內(nèi)通常開掘兩條上山：①運(yùn)輸上山：用于運(yùn)煤、行人、回風(fēng)；②軌道上山：用于運(yùn)料、下放矸石、進(jìn)風(fēng)。近年來由于瓦斯事故，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第113條規(guī)定，高瓦斯礦井必須設(shè)置至少1條專用回風(fēng)巷，低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置1條專用回風(fēng)巷；在采區(qū)行人問題上，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第365條規(guī)定，同時考慮減輕職工的工作強(qiáng)度，應(yīng)采用機(jī)械運(yùn)送人員。因此采區(qū)巷道布置就發(fā)展為四條上山,這樣工程量大，投產(chǎn)慢，費(fèi)用高，因此進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，減少采區(qū)上山數(shù)量，減少成本提高效益。

2 孫疃礦81采區(qū)概況

孫疃礦屬于高瓦斯礦井，煤層群聯(lián)合布置形式。孫疃礦81采區(qū)為下山采區(qū)，后期開采的有7、8兩個層煤，主采7煤層，可采儲量150萬噸。為近距離煤層群開采，采用聯(lián)合布置。孫疃礦81采區(qū)2007年進(jìn)行采區(qū)設(shè)計，布置運(yùn)輸上山、軌道上山和集中回風(fēng)巷三條采區(qū)主體巷道。其中集中回風(fēng)巷布置在7煤層中，軌道上山、運(yùn)輸上山均布置在煤層底板巖層中。采區(qū)底部與一水平垂高130m。在采區(qū)行人問題上，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第365條規(guī)定，同時考慮減輕職工的工作強(qiáng)度，應(yīng)采用機(jī)械運(yùn)送人員。而我礦81采區(qū)無專門的行人上山。因此，需施工行人上山。

3 采區(qū)上山位置確定

采區(qū)集中上山的層位選擇，要根據(jù)煤層群聯(lián)合開采的煤層厚度、采區(qū)儲量和采區(qū)上山服務(wù)年限、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)條件和運(yùn)輸設(shè)備等因素，綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較分析，確定合理位置。

一般有以下幾種布置方式:煤層上山；巖石上山

3.1 煤層上山特點(diǎn)：沿煤層布置，掘進(jìn)速度快，聯(lián)絡(luò)巷工程少，費(fèi)用低，有利于超前探煤；當(dāng)煤層傾角變化時，不利于留煤柱保護(hù)：（1）上山圍巖是煤和軟巖；維護(hù)條件差 。（2）上山與平巷的層面交叉，多開繞道工程。（3）易受采動影響。（4）不適合煤層較軟的礦井，因此我礦不適合煤層上（下）山。

3.2 巖石上山特點(diǎn)：巖石上山布置：布置于煤層底板穩(wěn)定的巖層中，避免構(gòu)造破壞，距煤層10-20m。巖石上山優(yōu)點(diǎn)：維護(hù)費(fèi)用低；煤損少。可跨上山開采，加大采面連續(xù)推進(jìn)長度；生產(chǎn)系統(tǒng)可靠，通風(fēng)條件好，易封閉采空區(qū)，防自燃有利；不受煤層傾角影響，可定向按坡度取直掘進(jìn)，能合理處理上山與平巷的平面或立面相交工程，繞道工程量小。

巖石上山適用條件：（1）單一厚煤層（3個分層），或近距煤層群聯(lián)合布置；（2）采區(qū)服務(wù)年限 3年以上；（3）巖石施工能力強(qiáng)；（4）煤層底板巖層較穩(wěn)定，無承壓水。（5）孫疃礦81采區(qū)7、8煤層服務(wù)年限為6年，因此選巖石上山。

4 孫疃礦81采區(qū)行人上山位置確定

礦井最初選擇了在軌道上山內(nèi)安設(shè)斜巷人車運(yùn)送人員的方案，但是斜巷人車管理相對復(fù)雜、安全可靠性不強(qiáng)，因此軌道人行合一被否決。在這種情況下，不得不繼續(xù)尋找一種安全上更加可靠，同時經(jīng)濟(jì)上也較為合理的采區(qū)行人方案。

方案一：另設(shè)計施工一條行人上山，安裝架空乘人器。可以較好的解決機(jī)械運(yùn)送人員問題，缺點(diǎn)是須施工行人上山及其附屬巖石巷道約800m，成本太高，且需重新調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)。

方案二：運(yùn)輸上山為巖石巷道，設(shè)計加寬運(yùn)輸上山，皮帶機(jī)另一側(cè)安裝架空乘人器，采用運(yùn)輸行人合一。優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)合理，通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定不改變。此方案在集團(tuán)公司已有過成功例子。

礦對集團(tuán)公司岱河煤礦運(yùn)輸行人上（下）山合一布置調(diào)查研究，對7211運(yùn)輸行人上山合一布置的可行性進(jìn)行了深入分析，認(rèn)為7211運(yùn)輸上山巷道壓力較小，具備將運(yùn)輸上山斷面設(shè)計加寬，安設(shè)乘人器的條件；二是乘人器中間上下人員少，運(yùn)送人員管理相對簡單。最終確定了將7211運(yùn)輸上山設(shè)計加寬采用運(yùn)輸行人上山合一布置，在運(yùn)輸上山內(nèi)安設(shè)膠帶輸送機(jī)和乘人器，一巷多用的技術(shù)方案。

5 孫疃礦7211運(yùn)輸、行人上山合一布置

5.1 孫疃礦7211運(yùn)輸上山概況：

7211運(yùn)輸上山下口位于一水平南翼主運(yùn)皮帶機(jī)上方，上口延伸至采區(qū)最底部，采區(qū)底部與一水平垂高130m，設(shè)計長度650m，做為81采區(qū)7、8煤運(yùn)煤路線，全部為巖巷，跟中腰線施工，采用錨噴支護(hù)，半圓拱形斷面。

5.2 7211運(yùn)輸、行人上山斷面確定：

膠帶運(yùn)輸機(jī)采用帶寬1.0m、架寬1.3-1.4m的強(qiáng)力皮帶機(jī)，長度650m，最大輸送量450t/h，膠帶運(yùn)行速度2m/s。強(qiáng)力皮帶機(jī)分別安設(shè)堆煤保護(hù)、防滑保護(hù)、防撕裂保護(hù)、斷帶保護(hù)、溫度保護(hù)、煙霧保護(hù)以及防跑偏裝置、自動灑水噴霧裝置、沿途報警、沿途急停等多種安全裝置。

架空乘人器運(yùn)行長度驅(qū)動輪直徑1m，兩繩間距1.1m，托輪間距6m，乘坐吊椅間距15m，運(yùn)行速度0.9m/s，最大輸送能力260人/小時。架空乘人器兩端下人處安設(shè)簡易提醒裝置和過位自動斷電停車保護(hù)。由于巷道跨度較大，且乘人器在巷道一側(cè)，因此將原固定托輪的金屬橫梁改為吊桿吊掛。

皮帶距巷幫間距0.5m(規(guī)程第22條)，皮帶寬度1.4m，皮帶距斜巷索道人車距離0.7m，斜巷索道人車寬度0.9m，斜巷索道人車距巷幫0.7m(規(guī)程第368條)，合計巷道最小寬度4.2m（巷道斷面見附圖），考慮巷道變形及安全間距較理論設(shè)計的行人上山寬度增加0.6m。為保證設(shè)備、巷幫及行人的安全間距，7211運(yùn)輸上山實際設(shè)計凈寬確定為4.8m，高3.1米直墻三心拱形。

6 孫疃礦7211運(yùn)輸行人上山合一布置安全經(jīng)濟(jì)效益

孫疃礦7211運(yùn)輸行人上山設(shè)計斷面圖

膠帶輸送機(jī)和乘人器留設(shè)的安全間距符合《煤礦安全規(guī)程》要求，乘人器運(yùn)行狀況良好。7211運(yùn)輸行人上山合一布置，減少施工800余米的上山及聯(lián)巷工程，直接減少材料、工資等初期投入400多萬元，后期巷道維護(hù)的人力和材料投入等也可相應(yīng)減少；采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)更加簡單、穩(wěn)定、可靠，有利于采區(qū)的安全高效生產(chǎn)；較單做行人上山縮少了采區(qū)煤柱壓占范圍，有利于采區(qū)煤炭資源的充分回收；縮短了采區(qū)投產(chǎn)時間，顯著增加了礦井經(jīng)濟(jì)效益；可實現(xiàn)操作合一，減少用工。

7 孫疃礦7211運(yùn)輸行人上山合一布置推廣應(yīng)用及注意事項

為進(jìn)一步簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，提高經(jīng)濟(jì)效益，改變集團(tuán)公司絕大多數(shù)采區(qū)均布置軌道、運(yùn)輸、行人、回風(fēng)四條上山的局面，減少采區(qū)投產(chǎn)工程量，縮短工期，減少投入，做到既安全又高效，具體應(yīng)做到：

新采區(qū)設(shè)計時優(yōu)先考慮運(yùn)輸行人合一布置，巷道一次施工到位，經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。

優(yōu)化巷道斷面設(shè)計，提前做好設(shè)備選型工作。目前架空乘人器可供選擇的型號較多，可根據(jù)情況選擇繩間距較小的乘人器，進(jìn)一步縮小運(yùn)輸行人合一巷道斷面，以減小巷道掘進(jìn)工程量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

巷道設(shè)計和施工時，應(yīng)充分考慮膠帶運(yùn)輸機(jī)、乘人器等設(shè)備機(jī)頭、機(jī)尾硐室或擴(kuò)大部分對安全間距的影響，保證運(yùn)行安全可靠。

設(shè)備的各種保護(hù)確保完好，并做好防止皮帶飛矸、斷帶的防護(hù)工作。

運(yùn)輸行人合一布置可以推廣應(yīng)用。

[1]傅水根.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.

[2]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)（第三版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]劉舜堯，李燕，鄧曦明.制造工程工藝基礎(chǔ)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2002.