半煤巖巷炮掘施工運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化

張春城

摘 要：為盡早形成十一采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)，減少礦井串風(fēng)的時間，該礦決定由開拓區(qū)在集中運(yùn)輸巷炮掘施工半煤巖巷。為了提高生產(chǎn)效率，減少煤炭資源的損失，對掘進(jìn)中的運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。利用三噸底卸式礦車和碴倉的形式運(yùn)煤，利用軌道運(yùn)料。同時將耙?guī)r機(jī)進(jìn)行了改造?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，優(yōu)化后的運(yùn)輸系統(tǒng)不僅效率高，而且還大大降低了運(yùn)輸事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：半煤巖巷 巖巷 碴倉 運(yùn)輸系統(tǒng) 底卸式礦車

中圖分類號：TD4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（a）-0106-02

1 工程概況

1.1 地質(zhì)概況

十一采區(qū)位于礦井東南部，東至井田邊界，南至井田邊界，西至F9斷層，北至工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，與四六采區(qū)相鄰。采區(qū)內(nèi)可采煤層為1#和2#，其中1#煤層厚度0.26～2.26 m，一般0.82～1.46 m，平均1.19 m。煤層老頂為粉細(xì)砂巖互層，均厚30.4 m，由灰～灰黑色中厚層狀粉砂巖與灰色薄～中厚層狀細(xì)砂巖互層組成，上部含鋁土質(zhì)，局部有紫色小斑紋及細(xì)小鮞粒結(jié)構(gòu)；下部含植物化石碎片；直接頂為粉細(xì)砂巖互層，均厚14.9 m，灰黑色，中厚層狀粉砂巖與灰～灰白色薄～中厚層狀細(xì)砂巖互層，層厚不穩(wěn)定，局部相變?yōu)榉凵皫r或細(xì)砂巖；直接底為粉砂巖，均厚6.75 m，灰黑色，致密，堅(jiān)硬，夾灰色細(xì)砂巖條帶；老底為粉砂巖，均厚4.2 m，深灰～灰黑色，中厚層狀，夾細(xì)砂巖條帶，水平層理。

十一采區(qū)集中運(yùn)輸巷位于采區(qū)北部，采區(qū)內(nèi)的1#和2#煤通過集中運(yùn)輸巷到達(dá)九運(yùn)下山進(jìn)入九采煤倉。

1.2 生產(chǎn)條件

十一采區(qū)集中運(yùn)輸巷為半圓拱形斷面，凈規(guī)格為4.2 m×3.4 m（寬×巷中高），沿1#煤層頂板掘進(jìn)，錨噴支護(hù)，噴厚120 mm；錨桿為Φ22L2000 mm左旋螺紋鋼強(qiáng)力錨桿，配一卷Z2360和一卷Z2345樹脂藥卷全長錨固，間排距為800m×800 mm。巷道沿1#煤頂板掘進(jìn)，不遇地質(zhì)構(gòu)造嚴(yán)禁破頂。

當(dāng)前該礦巖巷掘進(jìn)采用的是以耙斗式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線，耙?guī)r機(jī)型號為P-60B型，耙斗容積為0.6 m3，耙裝能力為70～105 m3/h，半煤巖巷掘進(jìn)采用的是正向裝藥結(jié)構(gòu)。炮眼布置如圖1所示。

2 碴倉設(shè)計(jì)

2.1 碴倉的容積

其中：V 為碴倉容積；B 為巷道掘進(jìn)寬度，取4.44 m；H 為巷道掘進(jìn)高度，取3.52 m；K 為碎脹系數(shù)，巷道掘進(jìn)中主要是煤和砂巖，取1.4；L為巷道進(jìn)尺，兩個循環(huán)的進(jìn)尺，取3.2 m，r 為備用系數(shù)，取1.1。

這樣計(jì)算可得碴倉的容量不得小于66.53 m3。因此，碴倉的規(guī)格為24m×2 mm×1.5 m（長×寬×深），容量為72 m3>65.42 m3，能夠滿足生產(chǎn)要求，碴倉位置如圖2所示。

2.2 碴倉的支護(hù)

碴倉處的巷道斷面如圖3所示，靠近巷幫側(cè)采用錨噴支護(hù)，錨桿為Φ16L1850 mm普通圓鋼，配一卷Z2360樹脂藥卷加長錨固，間排距均為800 mm；碴倉另一側(cè)采用12#礦用工字鋼支護(hù)，排距為1.5 m，工字鋼長度為2.9 m，深入底板300 mm，高出巷道底板1.1 m。兩端的兩根和中間的一根工字鋼，上部焊接200 mm×300 mm×10 mm（長×寬×厚）的鋼板，通過鋼板上的兩個Φ26的圓孔利用采用Φ22L2000 mm左旋螺紋鋼強(qiáng)力錨桿配兩卷Z2360樹脂藥卷與頂板固定。最后在每兩根工字鋼之間用木板密排，木板規(guī)格為1500 mm×300 mm×90 mm（長×寬×厚）。

3 耙?guī)r機(jī)改造

現(xiàn)場采用的P-60B型耙斗式裝巖機(jī)高度為1.3 m，對應(yīng)的中間槽及連接槽的長度為2 m，只能適應(yīng)一噸罐的需求。為了保證滿足利用耙?guī)r機(jī)裝載三噸底卸式礦車的需求，將P-60B型耙?guī)r機(jī)進(jìn)行了改造。

耙斗容量為0.6 m ，耙裝能力為70～105 m3/h，如果裝一噸罐，則每次只能裝兩個，每班裝30個左右，速度慢、效率低，而且一噸罐只能上矸石山，其中的煤炭資源不能回收，造成浪費(fèi)。因此為了將其中的1#煤回收，對耙?guī)r機(jī)進(jìn)行改造，使其能配合三噸底卸式礦車使用。具體改造為把耙?guī)r機(jī)加高到1.8 m，同時將卸載槽和中間槽之間的連接槽加長了2 m，使耙?guī)r機(jī)改造后和三噸罐相匹配，這樣使用三噸罐裝渣，一次裝一個。三噸罐和一噸罐相比容渣量比一噸罐多4倍，裝一個三噸罐相當(dāng)于裝4個一噸罐，增加了出渣量。裝滿煤矸的三噸罐由運(yùn)輸區(qū)拉到煤倉直接放到煤倉，進(jìn)入該礦洗選系統(tǒng)，回收了煤炭資源。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 運(yùn)煤運(yùn)料系統(tǒng)

十一采區(qū)集中運(yùn)輸巷下山煤巷段掘進(jìn)過程中利用兩臺P-60B型耙斗式裝巖機(jī)、一部SD-80膠帶輸送機(jī)以及三噸底卸式礦車等組成。

其出煤線路為迎頭1#煤→P-60B型耙斗裝巖機(jī)→SD-80膠帶輸送機(jī)→碴倉→經(jīng)過改造的P-60B型耙斗裝巖機(jī)→三噸底卸式礦車→電機(jī)車運(yùn)至緩沖倉進(jìn)入主井皮帶。

迎頭所需要的物料由電機(jī)車經(jīng)十一采區(qū)軌道石門到達(dá)集中運(yùn)輸巷坡頭，然后利用絞車經(jīng)軌道運(yùn)至掘進(jìn)頭。

4.2 應(yīng)用效果

開拓區(qū)在十一采區(qū)集中運(yùn)輸巷采用經(jīng)過改進(jìn)的出煤系統(tǒng)之后，生產(chǎn)效率大大提高，到巷道貫通時，共掘進(jìn)約250 m，歷時兩個月的時間。月平均進(jìn)尺125 m，保證了巷道的提前貫通，為十一采區(qū)軌道石門的掘進(jìn)形成了完整的通風(fēng)系統(tǒng)。

5 結(jié)語

煤巷及半煤巖巷一般采用綜掘機(jī)掘進(jìn)。在十一采區(qū)集中運(yùn)輸巷的掘進(jìn)中，為了盡早形成通風(fēng)系統(tǒng)，減少設(shè)備搬家倒面的次數(shù)，決定由開拓區(qū)炮掘。通過對運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化，形成了迎頭耙?guī)r機(jī)→膠帶輸送機(jī)→碴倉→耙?guī)r機(jī)→三噸底卸式礦車→煤倉的出煤系統(tǒng)，而運(yùn)料通過巷道中的軌道進(jìn)行，這樣實(shí)現(xiàn)了運(yùn)煤和運(yùn)料的分離，不僅減少了煤炭資源的損失，而且提高了生產(chǎn)效率，是炮掘半煤巖巷的一次有益探索與實(shí)踐。

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