伯方煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)改造優(yōu)化分析

趙其林

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平 048411）

伯方煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)改造優(yōu)化分析

趙其林

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平 048411）

山西蘭花伯方煤礦在90萬(wàn)t～180萬(wàn)t技改過(guò)程中,經(jīng)對(duì)舊巷道綜合利用,并對(duì)井下運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化改造，提高了礦井運(yùn)輸能力,實(shí)現(xiàn)了巷道運(yùn)輸?shù)募谢Ｎ恼陆榻B伯方煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)技改中,選用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化巷道斷面尺寸、優(yōu)選巷道施工方案、優(yōu)選巷道支護(hù)形式等經(jīng)驗(yàn)，可供同行參考借鑒。

礦井運(yùn)輸系統(tǒng)；光爆錨噴；錨索補(bǔ)強(qiáng)；優(yōu)化改造

伯方煤礦現(xiàn)采3號(hào)煤層，原礦井主要運(yùn)輸系統(tǒng)由架線式電機(jī)車牽引3t底卸式礦車承運(yùn)，主石門大巷布置在巖層中，礦井運(yùn)輸能力90萬(wàn)t，中央皮帶下山巷與主石門大巷間有部分巷道重迭，中央煤倉(cāng)上口距主石門大巷巷頂27 m，兩巷中線平距相錯(cuò)0.7 m。隨著變電站供電能力的改造、風(fēng)機(jī)更換、井下投入兩套綜放后，3 t底卸式礦車運(yùn)輸不能適應(yīng)生產(chǎn)；須對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，使井下運(yùn)輸能力與其生產(chǎn)、通風(fēng)、機(jī)電匹配，才能適應(yīng)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中化，使礦井生產(chǎn)能力達(dá)到180萬(wàn)t。

圖1 伯方煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)改造設(shè)計(jì)方案

1 正確選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

中央皮帶下山是中央盤區(qū)的主要運(yùn)輸巷道，布置在3號(hào)煤層底板中，全長(zhǎng)400 m，自1997年盤區(qū)回采后至今，巷道只作通風(fēng)和行人巷道，中央皮帶上山為房柱式采空區(qū)，資料不全。

方案：綜合利用中央皮帶下山原有巷道，中央皮帶下山巷道延伸布置在巖層中，根據(jù)集中運(yùn)輸巷皮帶機(jī)尾位置要求，采用立交三岔和主石門正頭大巷貫通相連；中央皮帶上山延伸巷道穿赿采空后、巷道布置巖層中，根據(jù)集中運(yùn)輸巷皮帶機(jī)頭位置要求，考慮主石門大巷進(jìn)料行人、錯(cuò)過(guò)平面立交三岔、充分選取合適坡度、使開(kāi)拓進(jìn)尺最少，采用立交三岔和主石門大巷貫通相連。在集中膠帶巷合適位置開(kāi)口，布置巖層巷道并作南翼立交三岔同南翼運(yùn)輸大巷通，見(jiàn)圖1。經(jīng)對(duì)巷道穿過(guò)巖層的分析，施工中處理好主石門大巷、中央煤倉(cāng)上口平面三岔、穿過(guò)采空區(qū)的關(guān)系，經(jīng)論證認(rèn)為該方案是經(jīng)濟(jì)、合理、技術(shù)可行的布置形式。

2 合理優(yōu)化巷道斷面尺寸

巷道斷面尺寸設(shè)計(jì)中，應(yīng)在滿足巷道運(yùn)輸?shù)囊髸r(shí)，力求提高斷面利用率、縮小斷面尺寸。

根據(jù)集中膠帶巷所穿過(guò)巖層的不同，應(yīng)在滿足安全運(yùn)輸?shù)那疤嵯拢_定巷道為永久支護(hù)及巷道各段斷面尺寸。（1）皮帶下山巖層巷道，采用三心拱斷面，巷道墻高1.8m，三心拱寬度3.3m。（2）中央皮帶上山開(kāi)口處，處在平面立交三岔處、且所穿過(guò)的為煤層，前20 m巷道采用三心拱斷面，巷道墻高1.8 m，三心拱寬度3m；穿越采空區(qū)采用三心拱斷面，巷道墻高1.8 m，三心拱寬度3.3m。（3）集中膠帶巷巷頂距煤層底板5m后，采用矩形斷面，墻高2.4m，巷寬3.3m。

3 優(yōu)化巷道支護(hù)方案

選擇支護(hù)方案是現(xiàn)有巷道開(kāi)挖后能否實(shí)現(xiàn)使用期內(nèi)巷道處于穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)鍵之一。伯方煤礦井田開(kāi)拓在煤體、軟巖巷道施工中的實(shí)踐體會(huì)是：對(duì)于不同的圍巖采用不同的支護(hù)，根據(jù)服務(wù)年限的長(zhǎng)段、控制圍巖變形時(shí)間，才能取得巷道支護(hù)的設(shè)計(jì)效果。

（1）支護(hù)方案：伯方煤礦巷道支護(hù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，目前較理想的一次支護(hù)結(jié)構(gòu)型式是錨噴支護(hù)。錨噴支護(hù)中，錨桿通過(guò)軸向受力產(chǎn)生的拉應(yīng)力既能最大限度地提高圍巖的承載能力和穩(wěn)定性，又能通過(guò)銷釘效應(yīng)提高圍巖巖體的自身強(qiáng)度；混凝土層雖然較薄，但能承受較大變形，還有一定的支撐力；在不使圍巖進(jìn)入有害的變形情況下，允許一定數(shù)時(shí)的塑形變形，不但最大限度地發(fā)揮圍巖的自承能力，還能對(duì)圍巖及時(shí)封閉、而使圍巖緊密結(jié)合共同起著支承作用，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)和保護(hù)圍巖原有巖體強(qiáng)度。巷道二次支護(hù)應(yīng)避開(kāi)圍巖變形階段，即在巖體應(yīng)力充分釋放后，實(shí)施二次支護(hù)，這樣能減少圍巖對(duì)支護(hù)的壓力，提高支護(hù)效果。二次支護(hù)可用粗料石砌碹、鋼筋混凝土砌碹支護(hù)，也可采用錨噴支護(hù)。

（2）支護(hù)方案實(shí)例：①立交三岔處于煤體層，直墻用錨桿、加混凝土澆鑄，拱頂用粗料石砌碹，并在墻體中挖壁槽深200mm，錨桿間排距800mm×800mm，使用普通錨桿，錨固劑型號(hào)3538，混凝土標(biāo)號(hào)C20，澆鑄厚度500mm，這種軟巖處理方法較簡(jiǎn)便；牛鼻子處采用整體澆鑄，且在牛鼻子口配有0.6m的鋼筋框架一個(gè)，可收到好效果。②牛鼻子上巷道和穿過(guò)采空區(qū)處，采用粗料石砌碹，支護(hù)厚度300mm。③集中膠帶巷，巷底距主石門巷頂或巷頂距采空區(qū)底板達(dá)到5m巖柱后，改為錨噴支護(hù)，錨桿間排距800 mm×800 mm，錨桿使用普通錨桿，錨固劑型號(hào)3538，錨桿外掛金屬網(wǎng)，并噴射100mm混凝土。見(jiàn)圖2。

4 優(yōu)化施工方案

（1）立交三分岔施工時(shí)，采用分段作業(yè)、分次放炮，且避開(kāi)對(duì)主石門大巷的震動(dòng)和破壞，短掘短砌；牛鼻子上口施工時(shí)，全段須一次打夠斷面，采用錨桿掛網(wǎng)臨時(shí)支護(hù)，超前支護(hù)采用木垛接頂支護(hù)。（2）集中膠帶巷道穿過(guò)主石門大巷平面三岔時(shí)，集中膠帶巷巷底距主石門大巷平面三岔巷頂為1 m，施工隊(duì)采用中上部掏槽、放小炮，下部采用風(fēng)鎬破巖跨過(guò)三岔拱頂8 m，再改為光面爆炮，穿過(guò)后末對(duì)主石門大巷拱頂造成破壞。集中膠帶巷巷頂距采空區(qū)底板達(dá)5m巖柱上，為光面爆破；巖柱小于5 m后，改為分次爆破，安全穿過(guò)采空區(qū)。（3）集中膠帶巷穿過(guò)巖層破碎帶，采用錨索加槽鋼補(bǔ)強(qiáng)作用來(lái)控制頂板。（4）中央皮帶上山開(kāi)口處在巷道跨度大、處在平面三岔中，開(kāi)工前先對(duì)三岔進(jìn)行錨網(wǎng)索耦合支護(hù)，巷道開(kāi)口6采用兩側(cè)導(dǎo)硐法施工。

圖2 巷道錨噴支護(hù)

5 結(jié)束語(yǔ)

伯方煤礦對(duì)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，選擇了合理開(kāi)拓方案，實(shí)現(xiàn)了主石門大巷和集中膠帶巷通過(guò)立交三岔直接貫通，解決了集中膠帶巷與運(yùn)輸大巷、采空區(qū)間的空間關(guān)系，為相似條件下的巷道開(kāi)拓布置提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

Optimization Analysis on Transportation System Technological Transformation in Bofang Mine

ZHAO Qi-lin
(Bofang Mine Branch of Lanhua Science and Technology Investment Co.Ltd.,Gaoping Shanxi 048411)

In the process of technology transformation of Bofang mine from 0.9 million to1.8 million tons, the comprehensive utilization of old roadways and the renovation of transportation system underground increased the mine's transportation ability and realized its system centralization.The paper introduced the optimization design plan,intersection sizes,construction plan,and support patterns for the peer reference.

transportation system in mines;smooth blasting and bolt-spray;strengthening headentry with cable;reformation

TD529

A

1672-5050（2012）11-0066-02

2012-05-15

趙其林（1962—），男，山西高平人，本科，政工師，從事煤礦技術(shù)管理工作。

徐樹(shù)文