膠帶機配合矸石地倉排矸系統的應用研究

麻洪蕊，許國慶

（1.宿州學院資源與土木工程學院；2.宿州學院基建處，安徽宿州234000）

膠帶機配合矸石地倉排矸系統的應用研究

麻洪蕊1，許國慶2

（1.宿州學院資源與土木工程學院；2.宿州學院基建處，安徽宿州234000）

出矸速度一直是制約巖巷快速掘進的重要因素.本文以任樓煤礦為例，分析研究巖巷膠帶機配合矸石地倉出矸系統的應用.這種新型排矸系統在很大程度上緩解了巖巷出矸速度與礦車供應之間的矛盾，顯著提高了小班循環進尺，加快了巖巷進尺速度.該項設計投入成本低、適用性強、運輸效率高，經濟效益及安全系數顯著，具有較高的推廣應用價值.

矸石地倉；膠帶機；排矸系統；巖巷掘進

任樓礦井于1997年12月31日投產，2010年核定礦井生產能力為280萬t/a.巖巷快速掘進是任樓煤礦近年來解決工作面接替發展的目標之一，由于生產接替的需要，開拓巷道需快速掘進，怎么達到既快又省，就成為巖巷掘進首先要考慮的問題，但出矸速度一直是制約巖巷快速掘進的重要因素.

目前，國內巖巷掘進仍然以鉆眼爆破工藝為主，矸石的排出設備主要是工作面耙斗裝巖機配合礦車.這種傳統排矸方式屬于不連續排矸，裝、運只能分開作業，出矸占用整個施工的時間較長，而且這種排矸方式受到礦車供給數量、供應是否及時、且成本較高等問題影響.一旦礦車供應不上，巷道迎頭的掘進作業就得停止，出矸速度較慢嚴重制約著巷道掘進速度.

也有部分煤礦采用側卸式裝巖機配合耙斗裝巖機和礦車，還有部分礦山采用梭式礦車，這些出矸設備在一定程度上提高了出矸速度，但仍然屬于間斷不連續作業形式，同樣受到后路運輸等問題的制約，在國內煤礦企業中也沒有得到大量的應用.

因此，需要采用更合理、更經濟的排矸系統和運輸技術，優化出矸工藝，改進出矸設備，爭取實現扒矸、裝矸、運矸一體化和裝、運平行作業，從而保證巖巷快速掘進，滿足礦井生產接替的需要.

本文以任樓煤礦-520m中六軌道大巷及中六運輸大巷為例，分析研究巖巷膠帶機配合矸石地倉出矸系統的運輸技術應用.

1　中六采區及巷道概況

中六采區位于礦井北部.本采區內地質構造復雜，區內斷層由多期構造運動形成，斷層走向具有明顯的方向性，斷層的平面展布樣式有放射狀斷層系、北東向斜列式組合.

-520中六軌道大巷、運輸大巷、軌運聯巷的平面圖見圖1.

中六軌道大巷主體斷面：B×H=3.4m×3.2m，直墻半圓拱.全巖巷道，采用全斷面錨梁網噴支護，錨桿長度2400mm，間排距700mm×700mm.

中六運輸大巷主體斷面：B×H=3.4m×3.2m，直墻半圓拱.全巖巷道，采用全斷面錨梁網噴支護，錨桿長度2400mm，間排距700mm×700mm.

軌運聯巷斷面：B×H=3.8m×3.4m，直墻半圓拱.

圖1　-520中六軌道（運輸）大巷里段及軌運聯巷平面布置圖

2　新舊排矸系統對比

2.1傳統排矸系統的應用

2.1.1作業流程

在傳統排矸系統中，采用一噸標準礦車，用P-90B型耙斗式耙裝機裝巖，耙裝機尾輪的固定位置應高出巖堆800-1000mm以上，尾輪用特制的站腿來加強支撐，站腿必須牢固地打在實底上.作業流程如圖2所示.

圖2　傳統排矸系統作業流程圖

2.1.2系統特點

（1）由于巷道施工過長，導致人工推車距離較遠，出貨不便，需要采用礦井2.5t或5t防爆特殊型蓄電池電機車輔助出貨，并且中六運輸大巷（里段）由于地質構造情況的變化，還需掘進一段上山、下山，會加重電瓶車運輸及臨時車場跟進方面的工程量；

（2）電瓶車必須定期檢修，電瓶車的燈、警鈴、連接和剎車裝置，任何一項不正常或防暴裝置不具有防爆性能時，都不得使用該電瓶車；一旦電瓶車發生故障，就會降低矸石運輸效率，甚至阻礙掘進工作的進度.因此巖巷掘進經常受到空車供應、運輸緊張問題的制約；

（3）2.5t電瓶車牽引重車不超過8輛，車皮不超過12輛；5t電瓶車牽引重車不超過14輛，車皮不超過16輛.均不得多拉超載，因此運輸效率有限；

（4）-520中六軌道（運輸）大巷里段施工中，若采用傳統排矸系統，巷道迎頭的耙矸機后需要緊跟一個臨時車場，方便出矸.隨著巷道進尺，就需要新建臨時車場，這在一定程度上既耗費了人工和材料，又耽誤了巷道掘進速度；

（5）在整個巖巷掘進、出矸、進料、運輸的過程中都要注意運輸環節安全，需要人工推車、摘掛鉤，拉、放擋車器，勞動強度大、安全系數低、效率低.

2.2新型排矸系統的應用

2.2.1工作流程

膠帶機、矸石地倉排矸系統是在巷道內建立一套完整的出矸系統，即工作面耙矸機+皮帶機+矸石地倉+耙矸機+礦車，具體布置見圖3.

圖3　新型排矸系統示意圖

2.2.2皮帶機鋪設

皮帶機沿巷道右幫鋪設，電機布置在皮帶機里幫，皮帶機中心線距巷道中心線900mm.皮帶機及地倉施工方案見圖4.

圖4　皮帶機及地倉施工方案圖

2.2.3矸石地倉設計

（1）矸石地倉設計規格：凈長×凈寬×凈高=25×2× 2m，地倉容積100m3；

（2）地倉沿巷道右幫鋪設，中心線距巷道中心線1100mm，方便運料、噴漿和運輸設備；

（3）矸石地倉右幫利用原有巷道，左幫采用17根11#礦用工字鋼配合大板組成，其中礦用工字鋼長2.8m，大板規格：長×寬×厚=1450mm×200mm×50mm；礦用工字鋼間距1.5m，在地倉左幫位置垂直底板埋設，深入底板不低于300mm，左幫大板1.5m以上采用金屬網封閉，封閉總高度不低于2m，并用12#雙股鐵絲聯接；

（4）矸石地倉靠近軌道一側做封閉處理，嚴禁人員進入.

2.2.4系統優點

膠帶機配合矸石地倉運輸系統的優點是：

（1）不受巷道高度、寬度制約，投入成本少；

（2）減少了絞車、開關、軌道安全等設備設施的使用數量以及維修、維護量；

（3）膠帶機的使用大量減少了斜巷運輸環節、平巷輕重車推車環節，系統運輸過程中，機械設備使用所占比重較大，減輕了運輸人員的體力勞動強度，減少了運輸人員使用數量，降低不安全因素，增加了運輸安全系數；

（4）膠帶機、矸石地倉系統減少了迎頭的矸石囤積量，解決了因礦車緊張，供應不及時帶來的迎頭積矸、工作面施工受影響等問題.一旦空車受影響，若沒有矸石倉，兩個頭就不能掘進，進尺均為零.而矸石倉可存儲70車碴，可讓兩個掘進工作面掘進3.18m（每頭掘進1.59m），不影響正常掘進，經濟效益可觀.迎頭出矸可以和其他工序平行作業，大大縮短單獨出矸時間，加快迎頭出矸效率，為施工擴充了操作空間、增加安全通風通道容量；

（5）縮短了車皮周轉時間，出碴效率提高2.58倍.使用絞車時，每班出35車碴，每班4人，平均每人5.8車.利用矸石倉、兩部皮帶，每班2個人放矸60車，平均每人15車，大大提高了工作效率；

（6）提高了單進水平.未使用矸石倉與皮帶運輸前，兩頭每班出矸35車，兩個頭能夠掘1.56m，單進0.78m.使用矸石倉與皮帶運輸后，每班放矸60車，兩個掘進工作面可掘進3.18m，平均每個掘進工作面單進為1.59m，每個掘進工作面單進比原單進提高0.81m.

3　結語

根據工程實踐分析，膠帶機配合矸石地倉排矸系統的應用將在很大程度上緩解巖巷的出矸與迎頭各種工序、出矸與礦車供應之間的矛盾，顯著提高小班循環進尺.由原來每班單進0.78m，提高至每班單進1.59m，每個掘進工作面單進比原單進提高0.81m，加快了巖巷進尺速度.該項設計投入成本低、適用性強、運輸效率高，經濟效益及安全系數顯著，解決了煤礦巖巷掘進的諸多安全問題，具有較高的推廣應用價值.

〔1〕李敏鋒.臥式矸石倉在巖巷快速掘進中的應用[J].中小企業管理與科技，2012（02）：167-167.

〔2〕王軍峰.矸石地倉出矸系統在祁東煤礦巖巷中應用[J].山東煤炭科技，2012（04）：28-28.

〔3〕張奎.巖石斜井快速掘進技術研究[J].煤炭技術，2008，27（05）：67-68.

〔4〕陳曉偉，李浩平.地倉在巖巷掘進出貨系統中的應用[J].煤炭科技，2011（03）：67-68.

〔5〕劉健.巖巷快速掘進施工經驗[J].建井技術，2010，31（1）：13-15.

〔6〕王義省.緩沖矸石倉在巖巷快速掘進中的應用[J].價值工程，2013，32（28）：148-149.

TD529

A

1673-260X（2016）03-0055-02

2015-12-18

宿州區域發展協同創新中心全國開放課題項目（2014SZXTKF07）