陽煤二礦+470水平南翼主運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案設(shè)計(jì)

李占山

（山西國辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司 采礦所，山西 陽泉 045000）

1 工程概述

1.1 礦井概況

1）陽煤二礦井田內(nèi)有兩個(gè)開采水平：+560水平和+470水平；+560水平開采3號(hào)、6號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、12號(hào)、13號(hào)煤，+470水平開采15號(hào)煤；每個(gè)水平布置兩組大巷（南翼大巷和西翼大巷），大巷兩側(cè)布置上下山采區(qū)。

2）礦井3號(hào)、8號(hào)、12號(hào)煤采用傾斜長壁綜采法：采煤機(jī)落煤，液壓支架頂板。15號(hào)煤采用綜采放頂煤法（工作面采用液壓支護(hù)頂板、采煤機(jī)落煤、裝煤，礦壓自重放頂煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、全部垮落法管理頂板）。15號(hào)煤賦存穩(wěn)定，平均厚度6.49 m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，直接頂易冒落，頂?shù)装骞芾磔^容易。綜采放頂煤工作面割煤高度2.4 m，放煤高度4.09 m，采放比 1∶1.7。

3）+470水平有西翼和南翼開拓大巷，南翼布置有：三采區(qū)、五采區(qū)、七采區(qū)、九采區(qū)、十一采區(qū)、十三采區(qū)。三采區(qū)和五采區(qū)已采結(jié)束，七采區(qū)剩下一個(gè)工作面，生產(chǎn)主要在九采區(qū)、十一采區(qū)和十三采區(qū)。+560水平兩個(gè)采煤隊(duì)生產(chǎn)190 t/a。+470水平三個(gè)采煤隊(duì)生產(chǎn)570 t/a，南翼安排一個(gè)采煤隊(duì)，西翼安排一個(gè)采煤隊(duì)，另一個(gè)采煤隊(duì)根據(jù)回采工作面銜接在西翼與南翼之間跳采。當(dāng)+470水平南翼有兩個(gè)采煤隊(duì)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)量最高可達(dá)480 t/a，而現(xiàn)有的南翼主運(yùn)輸能力不足,嚴(yán)重制約正常生產(chǎn)。

1.2 主運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1）東、西主斜井現(xiàn)狀：主要參數(shù)及井筒裝備，如表1所示。

表1 東、西主斜井的主要參數(shù)及井筒裝

2）主提升設(shè)備現(xiàn)狀：由東、西兩個(gè)斜井承擔(dān)，膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。東斜井主要擔(dān)負(fù)+470水平的原煤提升，西斜井主要擔(dān)負(fù)+560水平的原煤提升，兩者之間有聯(lián)絡(luò)膠帶輸送機(jī)溝通，負(fù)責(zé)兩個(gè)水平產(chǎn)量的均衡。

主要參數(shù)如下：①東斜井強(qiáng)力帶式輸送機(jī)（負(fù)擔(dān)+470水平原煤），型號(hào)：DX-GX-1200型，安裝長 1 350 m，帶寬1 200 mm，帶強(qiáng)3 500 N/mm，帶速4 m/s，配用4臺(tái)GRQ-158-8型電動(dòng)機(jī)，電機(jī)功率4×380 kW，電機(jī)電壓等級(jí)6 k災(zāi)，4臺(tái)減速器型號(hào)均為JZH2R1300，減速比17.6；輸送機(jī)小時(shí)運(yùn)輸量930 t/h。②西斜井強(qiáng)力帶式輸送機(jī)（負(fù)擔(dān)560水平原煤），型號(hào)：GDS-1000型鋼絲繩膠帶機(jī)，安裝長980 m，帶寬1 000 mm，帶速3.15 m/s，配用2臺(tái)ZD2-172-1B型直流電動(dòng)機(jī)，電機(jī)功率 2×400 kW，轉(zhuǎn)速 320～100 r/min，額定電壓400災(zāi)，2臺(tái)減速器型號(hào)均為ZHJ1700，減速比35.65，小時(shí)運(yùn)輸量600 t/h。

1.3 +470水平主運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1）南翼大巷運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀：采用14 t架線電機(jī)車牽引4 t底卸式礦車，共15列，每列礦車數(shù)25個(gè)，每列車的運(yùn)輸能力100 t，擔(dān)負(fù)+470水平南翼的主運(yùn)輸任務(wù)，南翼現(xiàn)有地質(zhì)儲(chǔ)量1.5億t，可采儲(chǔ)量為1.13億t，服務(wù)年限還有30 a。+470水平南翼運(yùn)輸能力4.0 Mt（其中輔助運(yùn)輸能力按0.5 Mt計(jì)），遠(yuǎn)小于其5.0 Mt/a的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

2）西翼大巷運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀：現(xiàn)有 4701、4702、4703三部膠帶機(jī)，全長5 330 m，擔(dān)負(fù)西翼大巷八采區(qū)、十采區(qū)、十二采區(qū)及十四采區(qū)的主運(yùn)輸任務(wù)。①4701高強(qiáng)度膠帶機(jī)的帶寬B=1 200 mm，機(jī)長2 780 m，帶速3.5 m/s，運(yùn)輸能力1 500 t/h，配有4臺(tái)YB2-355M2-4型電動(dòng)機(jī)，功率4×250 kW，額定電壓1 140 k災(zāi)，膠帶輸送機(jī)張緊裝置SYZ2-A-15/30自動(dòng)液壓張緊裝置，拉緊力150～300 kN。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)采用PLC控制系統(tǒng)，并附變頻軟起動(dòng)。②4702高強(qiáng)度膠帶機(jī)的帶寬B=1 200 mm，機(jī)長 1 601 m，帶速 3.5 m/s，運(yùn)輸能力1 500 t/h，配有3臺(tái)YB2-355M2-4型電動(dòng)機(jī)，功率250 kW×3，轉(zhuǎn)速 1 480 rpm，額定電壓 1 140/660 k災(zāi)，3臺(tái)H2SH12+1FAN減速器，減速比22.4，膠帶輸送機(jī)張緊裝置為SYZ2-A-/200自動(dòng)液壓拉緊裝置，拉緊力200 kN，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)采用PLC控制系統(tǒng)，并附加變頻軟起起動(dòng)。③4703高強(qiáng)度膠帶輸送機(jī)帶寬B=1 200 mm，機(jī)長 1149 m，帶速 3.5 m/s，運(yùn)輸能力1 500 t/h，配有3臺(tái)YB2-355M2-4型電動(dòng)機(jī)，功率3×250 kW，轉(zhuǎn)速 1 480 rpm，額定電壓 1140/660 k災(zāi)，3臺(tái)H2SH12+1FAN減速器，減速比22.4，配備為SYZ2-A-/200自動(dòng)液壓拉緊裝置，拉緊力為200 kN。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)采用PLC控制系統(tǒng)，并附加變頻軟起起動(dòng)。④三部膠帶機(jī)均具有緊急聯(lián)鎖停車防跑偏、打滑、煙霧、超溫灑水、縱撕、堆煤、溫度保護(hù)等裝置，并在盤型閘上裝有防逆轉(zhuǎn)裝置（防逆轉(zhuǎn)托輥）。

2 選擇主運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)考慮的主要因素

①利用現(xiàn)有主斜井提升系統(tǒng)，減少巷道工程量。②避免與原有巷道相交，在不影響膠帶機(jī)運(yùn)輸?shù)那闆r下，力求多布置煤巷，少布置巖巷；煤巷沿煤層頂板布置。③在滿足設(shè)備布置和《煤礦安全規(guī)程》的基礎(chǔ)上，盡量減小巷道斷面。④改造后的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)能向東、西主斜井現(xiàn)有提升膠帶機(jī)給煤。⑤膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的改造施工不能影響礦井正常生產(chǎn)。

3 主運(yùn)輸系統(tǒng)的改造方案分析

3.1 主運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案一

由九采區(qū)煤倉西側(cè)沿15號(hào)煤層頂板，并與南翼回風(fēng)大巷平均間距45 m布置一條膠帶運(yùn)輸大巷，在+470水平井底車場至南山風(fēng)井附近之間布置另一條膠帶運(yùn)輸大巷，再與從九采區(qū)煤倉附近布置的一條膠帶運(yùn)輸大巷貫通于南山風(fēng)井煤柱線附近，在東、西斜井之間新建一個(gè)井底煤倉與膠帶運(yùn)輸大巷連接，煤炭從九采煤倉、南翼主運(yùn)煤倉通過膠帶運(yùn)輸大巷運(yùn)輸?shù)侥弦碇鬟\(yùn)井底煤倉，再經(jīng)過東、西斜井主運(yùn)輸膠帶運(yùn)輸?shù)竭x煤廠進(jìn)行洗選外運(yùn)，形成+470水平南翼主運(yùn)輸系統(tǒng)。見圖1。

1）+470水平南翼現(xiàn)有兩條大巷，一條軌道大巷，一條回風(fēng)大巷。為了不影響現(xiàn)有系統(tǒng)，方案一從九采煤倉以西21 m處布置一個(gè)南翼主運(yùn)煤倉，從煤倉下口向北布置一條膠帶運(yùn)輸大巷，至南山風(fēng)井煤柱附近。巷道全長3 988 m，其中煤巷2 850 m，巖巷1 138 m。最大坡度5°。安裝兩部膠帶運(yùn)輸。

2）由南山風(fēng)井附近布置第一部膠帶運(yùn)輸大巷至東主斜井井底煤倉上方。巷道全長1 844 m。其中煤巷1 339 m，巖巷505 m。最大坡度9°。安裝一部膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。該煤倉位于東、西斜井之間，煤倉下口通過聯(lián)絡(luò)巷與東、西斜井聯(lián)系。

3.2 主運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案二

從九采區(qū)煤倉西側(cè)沿15號(hào)煤層頂板布置一條膠帶運(yùn)輸大巷與西翼二部膠帶運(yùn)輸大巷貫通。巷道位于南翼回風(fēng)大巷西側(cè)，并與南翼回風(fēng)大巷平均間距45 m。煤炭從九采煤倉通過+470水平南翼膠帶運(yùn)輸?shù)轿饕矶磕z帶、西翼一部膠帶運(yùn)輸至現(xiàn)有的井底煤倉，由東、西主斜井主運(yùn)膠帶運(yùn)輸?shù)竭x煤廠進(jìn)行洗選外運(yùn)，形成+470水平南翼主運(yùn)輸系統(tǒng)。見圖2。

1）方案二從九采煤倉以西21 m處向北布置一條膠帶運(yùn)輸大巷，并與西翼二部膠帶運(yùn)輸大巷貫通。巷道全長4 171 m。其中煤巷2 325 m，巖巷1 846 m。最大坡度5°，安裝兩部膠帶運(yùn)輸（與方案一第一條膠帶運(yùn)輸大巷相同）。

圖1 主運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案一簡圖

2）由于南翼膠帶運(yùn)輸能力500萬t/a，而現(xiàn)有的西翼主運(yùn)膠帶運(yùn)輸大巷的最大運(yùn)輸能力300萬t/a，故西翼第一部膠帶及第二部膠帶能力不能滿足運(yùn)輸要求，需要重新選型更換。再者現(xiàn)有井底煤倉（有效高度52 m，直徑8 m）容量2.6 kt，不能滿足容量要求，方案二將現(xiàn)有的井底煤倉由原來的8 m直徑刷大到10 m直徑，煤倉容量提升到4.1 kt，以滿足新增煤量對(duì)煤倉容積的要求。

3.3 方案的比選

1）技術(shù)比選：方案一的優(yōu)點(diǎn)為系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，它與現(xiàn)有運(yùn)輸系統(tǒng)互不干擾，煤倉容量大；缺點(diǎn)為工程量大，改造工期長。方案二的優(yōu)點(diǎn)為系統(tǒng)簡單，工程量較小，少布置一條膠帶運(yùn)輸大巷、一個(gè)配電硐室和一個(gè)煤倉，并能有效利用原巷道；缺點(diǎn)為主運(yùn)輸系統(tǒng)依賴于原西翼主運(yùn)一部和二部膠帶，需重新更換一部和二部膠帶，并且原有煤倉需直徑要刷大到10 m，影響西翼膠帶運(yùn)輸時(shí)間3個(gè)月，影響產(chǎn)量72.5萬t。另外，一旦西翼一部或二部皮帶出現(xiàn)故障，會(huì)造成+470水平停產(chǎn)，對(duì)礦造成較大影響。

2）經(jīng)濟(jì)比選：經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定選擇方案一。

4 結(jié)束語

經(jīng)過對(duì)主運(yùn)系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)了煤炭從回采工作面到地面的連續(xù)運(yùn)輸，提高了主運(yùn)系統(tǒng)的能力，同時(shí)由于原南翼運(yùn)輸巷只擔(dān)負(fù)礦井輔助運(yùn)輸，不僅提升了輔助運(yùn)輸?shù)哪芰Γ矠榈V井的安全生產(chǎn)提供了保證。

[1]國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.