礦山斜井有限空間三股道雙碼提升的改造應(yīng)用

張宇

摘要：隨著長(zhǎng)溝峪煤礦生產(chǎn)水平的不斷延伸、生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，礦井的生產(chǎn)工作面逐漸增加，給運(yùn)輸提升系統(tǒng)提出很大的挑戰(zhàn)。為了保障礦山的安全生產(chǎn)正常有序進(jìn)行，將主坡的單碼提升改成雙碼提升，大大緩解了礦井的提矸、運(yùn)料壓力，使得礦上的安全生產(chǎn)得以正常有序進(jìn)行，并為不斷增長(zhǎng)的煤炭生產(chǎn)量打下了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：礦山斜井；有限空間；三股道；雙碼提升；煤礦生產(chǎn)；煤炭開采 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD633 文章編號(hào)：1009-2374（2016）12-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.067

1 概述

長(zhǎng)溝峪煤礦所產(chǎn)煤炭為低灰、低磷、低氮、低灰分、高發(fā)熱量（27.60兆焦/千克）、高穩(wěn)定性的潔凈環(huán)保優(yōu)質(zhì)無煙煤。長(zhǎng)溝峪煤礦的煤炭質(zhì)量在京煤集團(tuán)京西幾大煤礦是最好的，京煤集團(tuán)京西幾大礦的煤炭主要用于鋼鐵冶煉、制堿、建材等工業(yè)，并出口日本、韓國、巴西等國家。由于長(zhǎng)溝峪礦的煤質(zhì)較好，所以長(zhǎng)溝峪煤礦的產(chǎn)量將影響整個(gè)京煤集團(tuán)出口煤質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)程度，所以保障并不斷提高礦井的產(chǎn)量是長(zhǎng)溝峪煤礦很重要的一項(xiàng)任務(wù)。隨著長(zhǎng)溝峪煤礦礦生產(chǎn)水平的不斷延伸，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，使礦井的生產(chǎn)工作面增加，給運(yùn)輸提升系統(tǒng)維護(hù)提出很大的挑戰(zhàn)。由于生產(chǎn)水平增多、工作面增多，所產(chǎn)生的矸石和所需要運(yùn)送的物料不斷增加，而至今大主坡只有是兩股道，單碼提升，為保障斜坡運(yùn)輸能滿足運(yùn)輸要求，大主坡的絞車每班都有檢修人員盯崗、維護(hù)，上下把勾人員都打起百分之二百的精神，不能出現(xiàn)任何紕漏，如果絞車或者把勾出現(xiàn)任何問題，導(dǎo)致停止運(yùn)矸、運(yùn)料，對(duì)于現(xiàn)在的礦上都是大事故，那將影響整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的開展，不能排矸就不能進(jìn)尺，不能進(jìn)尺工作面等就接替不上，將直接影響礦的生產(chǎn)安排，并且采煤段隊(duì)及設(shè)備檢修的物料也不能運(yùn)送，造成停產(chǎn)等影響。

此外，經(jīng)常出現(xiàn)井輔單位運(yùn)料下井進(jìn)行檢修安裝而物料不能及時(shí)下運(yùn)的情況。由于一線生產(chǎn)段隊(duì)的物料需求和提矸用車的需求特別緊張，為保障生產(chǎn)任務(wù)，進(jìn)尺任務(wù)的完成，必須保障一線物料和礦車的使用，使得機(jī)電設(shè)備安裝維護(hù)所用設(shè)備及材料不能及時(shí)運(yùn)下，影響機(jī)運(yùn)部門的工作，為下運(yùn)設(shè)備的問題，機(jī)運(yùn)部門管理人員經(jīng)常和調(diào)度人員發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)。經(jīng)常出現(xiàn)為了保障一線段隊(duì)提運(yùn)矸石、物料，二線運(yùn)送設(shè)備人員只能在把勾處等候，一旦稍有間歇，立馬請(qǐng)示安排運(yùn)送，否則不知什么時(shí)候才有機(jī)會(huì)將設(shè)備材料運(yùn)到指定的位置。

在運(yùn)輸提升過程中，絞車司機(jī)和把勾工作人員幾乎沒有休息時(shí)間，精神高度緊張，容易產(chǎn)生疲勞，造成人身及設(shè)備安全事故，長(zhǎng)此以往，絞車等設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有檢修維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間，很容易造成設(shè)備的損害，最終導(dǎo)致更大的事故。

基于這種情況，為了保障礦山的安全生產(chǎn)正常有序進(jìn)行，決定將主坡的單碼提升改成雙碼提升，如果改造成功，將大大緩解生產(chǎn)系統(tǒng)排矸、運(yùn)料的壓力，使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)能夠正常合理進(jìn)行，于是我們根據(jù)礦現(xiàn)場(chǎng)條件狀況，進(jìn)行了設(shè)計(jì)測(cè)算，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有巷道寬度不能滿足敷設(shè)四股道的要求，于是我們經(jīng)過研究測(cè)算，想用敷設(shè)三股道雙碼提升，滿足礦上生產(chǎn)要求。

2 礦井斜坡雙碼提升鋪設(shè)軌道的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1 根據(jù)巷道寬度測(cè)算軌道敷設(shè)的股數(shù)。

主坡從+141M水平到-140M水平全長(zhǎng)665m、寬3m，斜坡傾角為25°，斜坡右側(cè)筑有700mm的水泥墩，作為水管的管子道。

主坡可以利用的斜坡巷道寬度：

L1=3m-0.7m=2.3m

敷設(shè)四股道所需要的斜坡寬度：

L2=2a+b+2c

=2*880+200+2*300

=2560mm

=2.56m

因?yàn)長(zhǎng)2>L1，現(xiàn)有巷道寬度不夠，所以不能敷設(shè)四股道。

式中：a為礦車的寬度（長(zhǎng)溝峪煤礦采用的礦車為MGC1.1-6型礦車，車寬為880mm）；b為兩礦車的間距（采用雙鉤提升的井筒，兩相對(duì)運(yùn)行的提升運(yùn)輸設(shè)備最突出部分的距離，不得小于0.2m，根據(jù)《煤礦斜井井筒及硐室設(shè)計(jì)規(guī)范》）；c為礦車離巷道幫的距離（采用串車提升運(yùn)輸?shù)木玻仓苓吪c提升運(yùn)輸設(shè)備最突出部分的距離，非行人側(cè)的寬度不應(yīng)小于0.3m，根據(jù)《煤礦斜井井筒及硐室設(shè)計(jì)規(guī)范》）。

如果用四股道雙碼提升，我們將付出大量的人力、財(cái)力、物力和時(shí)間，巷道不夠?qū)挘枰獛r石段對(duì)巷道進(jìn)行涮幫，并調(diào)整管子道的位置，把管路平移，在進(jìn)行這些工作時(shí)也要影響大量的主坡運(yùn)輸，將給礦的生產(chǎn)造成極大的影響，甚至有些段隊(duì)將會(huì)停產(chǎn)。

由于礦山斜井絞車的提升的雙碼提升的兩勾車是一勾車處于上升狀態(tài)而另一勾車處于下放狀態(tài)的，于是我想用三股道提升雙碼，只要在兩勾車錯(cuò)車的地方改成四股道，這樣就大大降低了巖石涮幫的量、重新修筑水泥墩的量和平移改管子的量，也把對(duì)礦生產(chǎn)的影響降低到最低，并能夠達(dá)到四股道提升雙碼的效果。

于是我們測(cè)算敷設(shè)三股道所需要的巷道寬度：

L3=2*600+[（880-600）/2+300]*2=2080mm=2.08m<2.3m

因?yàn)長(zhǎng)3筆者計(jì)劃用三股道提升雙碼，三股道提升雙碼最重要的部分是兩勾車交匯時(shí)四股道的設(shè)計(jì)。

2.2 確定斜坡上兩勾車交匯時(shí)四股道的長(zhǎng)度

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主坡提升時(shí)每勾車提升四個(gè)礦車，長(zhǎng)溝峪煤礦采用的礦車為MGC1.1-6型礦車，每輛礦車長(zhǎng)2.02m，再加上鏈接器的長(zhǎng)度，每輛礦車2.2m，則每勾礦車的長(zhǎng)度為3*2.2+2=8.6m，再考慮到絞車司機(jī)對(duì)繩出現(xiàn)的偏差，確保兩勾車匯車時(shí)順利通過，取交匯處軌道長(zhǎng)為30m。這樣找出+141M水平到-140M水平的斜坡中點(diǎn)，分別沿斜坡向上，向下15m作為鋪設(shè)道岔的起點(diǎn)。

另外，由于上下把勾運(yùn)行長(zhǎng)度有限，為了便于上下把勾人員操作，所以在上下把勾快到變坡點(diǎn)的時(shí)候?qū)⑷傻雷兂伤墓傻溃瑸榱私档弯處秃椭罔T水泥堵數(shù)工作量，減少平移管路的長(zhǎng)度，選擇離上下把勾變坡點(diǎn)10m處開始鋪設(shè)道岔變成四股道。

2.3 設(shè)計(jì)兩勾車交匯處三股道變四股道的道岔

三股道變成四股道，使上行和下行的兩勾車在此匯車，道岔設(shè)計(jì)得好，兩勾車方可順利通過，如果在此處發(fā)生落道，就可能發(fā)生對(duì)碼，造成事故，經(jīng)過對(duì)軌道的變化分析后，三股道中，中間一股道分成兩股，關(guān)鍵是掌握好分股后兩股道的夾角，當(dāng)然夾角是越小越好，車輛通過時(shí)通過的側(cè)向力越小，車輛通過越平穩(wěn)。長(zhǎng)溝峪煤礦斜坡使用1噸礦車，主坡絞車提升的最大速度為3.5m/s，根據(jù)《煤礦窄軌鐵路軌道工》中道岔選擇表，取兩股道夾角為18°。根據(jù)所選定的夾角，進(jìn)行道岔的制作，首先用鋸條將24kg/m的鋼軌鋸斷，因?yàn)橛脷飧罡顢嗟匿撥壈l(fā)生硬化，給加工造成困難。

需刨切的長(zhǎng)度：

L=[（1/2）*B]/[tan（α/2）]

=[（1/2）*92]/[tan（18°/2）]

=290.6mm

B為24kg/m的軌道軌底的寬度，刨切完后，用手工焊焊接，要求焊透，焊縫無夾渣、無裂紋等缺陷。

因?yàn)橹髌陆g車提升的最大速度為3.5m/s，礦車軸距為550mm，按照《礦井窄軌軌道工》井下及地面工業(yè)廣場(chǎng)條件困難時(shí)，軌道曲率半徑不得小于下列規(guī)定，運(yùn)行速度為1.5～3.5m/s時(shí)，不得小于通過車輛最大軸距的10倍，并根據(jù)《煤礦窄軌鐵路軌道工》中道岔選擇表中的數(shù)據(jù)，所以選擇三股道變四股道處的曲率半徑為9m。

由于主坡巷道的傾角為25°，為防止軌道爬行，采用臥軌法，根據(jù)軌枕位置開鑿出軌道槽，軌枕槽的深度為軌枕厚度的2/3，另加50mm鋪砟厚度。

為防止鋼絲繩磨枕木在主坡巷道要設(shè)托繩輪間距為20m一個(gè)。巷道變坡時(shí)托繩輪安設(shè)在變坡點(diǎn)上并在兩側(cè)適當(dāng)加密。托繩輪不得高于軌面35mm以免車輛運(yùn)行時(shí)刮撞托繩輪，托繩輪應(yīng)保持轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

上下把勾的相應(yīng)改動(dòng)及斜坡鋪道材料用量，根據(jù)計(jì)算及《煤礦窄軌鐵路軌道工》中附錄二每公里鋪軌材料消耗量。

2.3.1 鋼軌及道岔的用量：

第一，斜坡上按加一根24kg/m軌道計(jì)算，另外加上四股道的部分：

W1=（665+30+10+10）*24=17160kg=17.16噸

第二，上下把勾變四股道的部分：

W2=（30+50）*2*24=3840kg=3.84噸

第三，單開道岔DK624-4-12兩組。

第四，渡線道岔DX624-4-1213兩組。

第五，斜坡上一股變二股的道岔四組，自己焊接。

2.3.2 軌枕的用量：

第一，木制軌枕規(guī)格為長(zhǎng)*寬*高=1800*180*150的量。

斜坡上三股道長(zhǎng)665-30-10-10=615m，由于軌枕間距為0.7m，則斜坡上三股道處需軌枕880根。

第二，斜坡上四股道處需道木規(guī)格長(zhǎng)*寬*高=1200*160*150的量。

由于道木間距為0.7m，則需道木根數(shù)=145根。

道岔用道木長(zhǎng)*寬*高=2400*180*150，根數(shù)12根。

第三，上下把勾鋪設(shè)80m，需1.2m水泥軌枕115根。

2.3.3 其他材料：道夾板190塊，螺栓380套，墊圈10kg，道釘800kg，道砟230m3（其中木枕的200m3，水泥枕的30m3），粒度為10～40mm，且不含碎末，不易風(fēng)化。

經(jīng)過各方面的努力，主坡改造工程保質(zhì)、保量按期完成并且一次試車成功，這樣下水平的提運(yùn)矸石、物料以及往下水平運(yùn)送的物料，都能夠得以正常有序的進(jìn)行，解決了礦上排矸、運(yùn)料緊張的問題，沒有物料下運(yùn)的時(shí)候，可以再提矸過程中下放排矸后的空車，保證了生產(chǎn)段隊(duì)用車的問題，為完成礦井任務(wù)的完成提供了保證，也使得井輔二線人員運(yùn)送設(shè)備材料順利進(jìn)行，再也沒有設(shè)備到把勾而遲遲不能下運(yùn)的現(xiàn)象，使得礦上的設(shè)備更新、維修改造都能順利進(jìn)行，保障了礦生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、有序進(jìn)行。

實(shí)踐證明，三股道提升雙碼跟四股道提升雙碼相比起到了相同的效果，主坡的兩股道單碼提升改成三股道雙碼提升的改造是成功的。

3 結(jié)語

總之，主坡的兩股道的單碼提升改造成三股道雙碼提升，使長(zhǎng)溝峪煤礦大主坡的提矸、運(yùn)料的緊張、不能滿足生產(chǎn)要求的現(xiàn)狀得以解決，并有利地保障了今后礦山產(chǎn)量增長(zhǎng)的需求。解決了礦山職工及設(shè)備由于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)而帶來的安全隱患，節(jié)省了大量人力、物力、財(cái)力的投入，也使我們的維修管理更加從容，為礦山的安全、高效、穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行提供了保障，為今后礦上生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王明新.礦井窄軌軌道工[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.

[2] 煤炭工業(yè)部生產(chǎn)司.煤礦窄軌鐵路軌道工（撫順市文內(nèi)部發(fā)行刊物023號(hào)）[S].

（責(zé)任編輯：秦遜玉）