井下煤倉與矸石倉聯合布置研究

王龍江 李貝貝 張現剛

（山東能源臨礦集團菏澤煤電公司郭屯煤礦，山東 菏澤 274700）

煤礦井下煤流一般使用膠帶輸送機運輸，膠帶輸送機具有運量大、速度快、連續性強、運輸距離遠等優點，當膠帶輸送機配合煤倉、矸石倉聯合布置時更能發揮其優點。但是，如果膠帶輸送機頻繁搭接，會增大日常維護、檢修難度，致使煤流運輸系統復雜。郭屯煤礦在進行四采區和五采區開拓時，由于缺少大型煤倉、矸石倉，四、五采區膠帶輸送機只能共同排入1301溜煤眼，但是1301溜煤眼儲量過小，無法緩沖兩個采區回采及掘進的原煤，更不能實現煤、矸的分儲分運。基于此，研究在1301溜煤眼西部施工中部1#煤倉及中部2#煤倉。

1 工程背景

四采區內回采工作面及掘進工作面產出的煤、矸經各條膠帶輸送機匯合后，統一由采區膠帶輸送機經四采區輔助膠帶巷運至1301溜煤眼。五采區內掘進工作面產出的煤、矸經各條膠帶輸送機匯合后，統一由采區膠帶輸送機經北翼膠帶大巷運至1301溜煤眼。兩個采區產煤量過大，致使1301溜煤眼經常滿倉，影響兩個采區回采工作面及掘進工作面的正常生產。而且煤、矸混為一體，無法進行分儲分運，影響煤質。

2 中部煤倉設計

2.1 煤倉布置

在1301溜煤眼西側施工一條斜巷，到達預定標高后平巷施工兩處煤倉倉頂硐室及進風聯絡巷，倉頂硐室正下方為-808m水平膠帶石門。中部煤倉倉頂硐室底板和其下方的-808m水平膠帶石門頂板高差為24m。中部煤倉倉口標高為-774.5m，兩處煤倉中心距為22m，1#煤倉設計深度為23.4m，容量為800m3，2#煤倉設計深度為22.6m，容量為770m3。兩處煤倉倉身直徑均為7m，下縮口段高度均為5m。中部煤倉平面布置如圖1，剖面圖布置如圖2，中部1#煤倉裝載硐室現場圖如圖3。

圖1 中部煤倉平面布置圖

圖2 中部煤倉剖面圖

圖3 中部1#煤倉裝載硐室圖

2.2 煤倉施工

煤倉先使用反井鉆鉆排矸孔，炮掘掘進倉體，初次支護為錨網噴，二次支護為鋼筋混凝土砌碹，砌厚500mm，倉底裝載硐室全部扎筋砌碹，倉體下縮口砌碹時同時鋪裝、焊接10mm厚耐磨錳鋼板，倉體上口拼裝焊接32a#礦工鋼，并鋪設14#槽鋼及10mm花紋鋼板封口。倉體掘進時自上往下掘進，然后刷寬裝載硐室，自下而上進行扎筋砌碹。

2.3 煤矸運輸

中部1#煤倉、2#煤倉的裝載硐室均安裝大功率給煤機；自中部2#煤倉至1301溜煤眼上口安裝一部強力皮帶，中部1#煤倉上口安裝有分煤器。當四、五采區煤流為煤炭時，強力皮帶先將煤炭運至中部2#煤倉，中部2#煤倉滿倉時再運至中部1#煤倉，兩處煤倉均卸煤至-808m水平膠帶石門強力皮帶。當四五采區煤流為煤、矸石時，統一調度，分時段集中運輸煤炭至中部2#煤倉或集中運輸矸石至中部1#煤倉，兩倉分時卸煤、卸矸至-808m水平膠帶石門強力皮帶。

3 應用效果和經濟分析

3.1 煤倉應用效果

中部1#煤倉、2#煤倉投入使用后，工作面煤、矸石可直接運入煤倉，不必再經逐部皮帶機搭接進行外運，減少了運輸設備，極大改善了煤流運輸系統，提高了運輸環節煤量的緩沖能力；煤倉也可充當矸石倉，采煤工作面過斷層期間產出的矸石或全巖掘進工作面產出的矸石可直接運入矸石倉，然后矸石集中分時外運，有利于在井下分離煤、矸石，提高煤質；與該兩處煤倉相關的1個采煤工作面及4個掘進工作面的月產量及月進尺均有較大提高，既增加了礦井經濟效益，也有利于礦井長期接續。同時，由于該兩處煤倉的投入使用，增加了礦井主提系統的富裕能力，更易調節皮帶檢修時間，有利于調配檢修、運煤時間。

3.2 經濟效益分析

（1）直接經濟效益

中部1#煤倉凈高22.6m，直徑7m，設計容量770m3，儲煤量990t；中部2#煤倉凈高23.4m，直徑7m，設計容量800m3，儲煤量1030t，各安裝一部GLD2200/7.5給煤機，為4302順拉工作面、四采區2個掘進工作面、五采區2個掘進工作面服務。因-808m水平膠帶石門強力皮帶每日檢修4h，各采煤、掘進工作面每日出煤、矸石時間均減小4h。中部1#煤倉、中部2#煤倉使用后，4302順拉工作面每日生產時間可平均增加1.5h，按照500t/h的產量計算，日平均增加產量Q1=500t/h×1.5=750t，正常回采率按照0.85計算，月平均增加產量為Q2=750×28×0.85=17850t。按照現在每噸原煤330元利潤計算，每月增加經濟收入為：330×17850=5890500元。

（2）間接經濟效益

中部1#煤倉、2#煤倉供四采區2個掘進工作面（4303中間巷、4303膠帶巷）、五采區2個掘進工作面（五采區煤倉回風聯絡巷、北翼回風大巷）使用，得益于投入使用的煤倉，四個掘進工作面可根據自己實際情況調整檢修時間。

結合四采區掘進工作面為標準順槽斷面全巖炮掘工作面的實際情況，工作面每日檢修時間較短，按每個掘進工作面每日可多掘進2.5h進行計算，每月額外增加進尺時間為2.5×28=70h，按照8個小時進尺一炮，每炮進尺1.6m，每月28個生產日，正常掘進率按0.85計算，每個掘進工作面每月額外增加進尺為：70/8×1.6×0.85=11.9m。四采區2個掘進工作面每月可額外增加總進尺為：11.9×2=23.8m。

結合五采區掘進工作面為大斷面炮掘工作面的實際情況，工作面每日檢修時間較短，按每個掘進工作面每日可多掘進2h進行計算，每月額外進尺時間為2×28=56h，按照18個小時進尺一炮，每炮進尺2m，每月28個生產日，正常掘進率按0.85計算，每個掘進工作面每月額外增加進尺為：56/18×2×0.85=5.29m。五采區2個掘進工作面每月可額外增加總進尺為：5.29×2=10.58m。每月增加的進尺數有效緩解礦井接續壓力，有利于保證礦井可持續穩定產煤。

4 結論

通過設計中部1#煤倉、2#煤倉，解決了郭屯煤礦煤倉、矸石倉不能滿足生產要求的問題。中部1#煤倉、2#煤倉投入使用后，四、五采區實現了煤流運輸的連續化，保證了煤、矸分儲分運，減少了運輸環節，大大提高了效率和效益，有效改善了安全環境，實現了安全生產。