大柳塔煤礦井下周轉材料庫的設計與應用

李瑞群，陳蘇社，楊 飛

(神東煤炭集團大柳塔煤礦，陜西 神木 719315)

0 引言

大柳塔煤礦以往對周轉材料的管理都是將周轉材料升井后集中存放在地面庫房進行管理，由于礦井周轉物資數量很大，需要占用大面積的地面庫房場地，而礦井工業場地面積又十分有限，這就造成了周轉物資在地面管理十分困難[1-3]。同時，在煤礦井下生產過程中，周轉材料需要頻繁地入井和升井運輸，不僅運輸費用高，而且運輸過程中也存在一定的安全隱患。為了解決這些問題，大柳塔煤礦在井下采煤層選擇了合適的位置設計了專門用于周轉物資管理的周轉材料庫，將周轉材料直接存放在井下進行管理，這不僅解決了周轉材料庫房占用地面場地的壓力，又降低了周轉材料管理運輸的費用[4-6]，還消除了運輸環節的安全隱患，使周轉材料的管理更加方便高效。現針對大柳塔煤礦周轉材料庫的設計和應用進行詳細介紹。

1 井下周轉材料庫的設計

大柳塔煤礦為一礦兩井，分別為大柳塔井和活雞兔井，文中介紹的是大柳塔井的周轉材料庫設計和應用。大柳塔井采用平硐和斜井聯合開拓方式，礦井共有2個開采水平，其中一水平2-2煤層已經回采完畢，目前正在開采二水平5-2煤層，5-2煤煤層厚度3～7 m，平均煤厚5.5 m，埋深80～240 m。5-2煤共劃分6個盤區，未來十幾年的主要開采盤區為五、六盤區。大柳塔井的輔助運輸方式為無軌膠輪化運輸，井下周轉材料的運輸都是用無軌膠輪車來進行運輸。

1.1 井下周轉材料庫位置的選擇

在煤礦井下選擇周轉材料庫的位置要考慮到既不能影響綜采面的正常布置，不能占用大量煤炭資源，又要保證材料庫不能距離主要開采盤區作業地點太遠。按照這些原則，大柳塔井巧妙地選擇了5-2煤五盤區大巷和六盤區大巷之間的三角區域作為周轉材料庫的建設地點，該三角區域原本就無法布置綜采面回采，將周轉材料庫布置在該區域基本沒有浪費煤炭資源，并且未來十幾年大柳塔井的主要采掘戰場也在五、六盤區，而這個區域正好在2個盤區的中間位置，兼顧了2個盤區的材料運輸，可以使周轉材料的應用更加便捷和高效。大柳塔煤礦井下周轉材料選擇的位置，如圖1所示。

圖1 大柳塔井井下周轉材料庫建設位置

1.2 井下周轉材料庫設計

井下周轉材料庫的設計既要考慮能夠盡可能多的存放物資，同時還要考慮車輛在材料庫內行駛的方便，并且材料庫內要便于形成通風系統，大柳塔井周轉材料庫的設計如圖2所示。在設計時盡量多地規劃了材料巷和材料硐室，由1條主材料巷、3條分區材料巷和許多材料硐室組成，其中主材料巷的寬度為6 m，分區材料巷和硐室的寬度為5.5 m，這樣的巷道寬度可以保證巷道一側放置材料后，剩余的巷寬還能夠保證正常行車，可以最大限度地利用材料巷的空間進行物資存放。材料巷之間的煤柱寬度為20 m，材料硐室深度為5 m。

圖2 大柳塔井井下周轉材料庫設計平面圖

1.3 周轉材料庫的通風系統

為了使井下周轉材料庫形成穩定可靠的通風系統，大柳塔井周轉材料庫利用了其位置在五、六盤區相交區域的特點。新鮮風流由六盤區的輔運大巷進入周轉材料庫，經過材料硐室后，風流再進入五盤區回風大巷，這就形成了獨立的通風系統，不需要施工其它的通風設施，既簡單又可靠。大柳塔井井下周轉材料庫通風系統圖，如圖3所示。

圖3 大柳塔井井下周轉材料庫通風系統示意圖

2 井下周轉材料庫的施工

大柳塔井井下周轉材料庫采用連采機掘進工藝進行施工，該工藝的主要配套設備為1臺12CM15-10D型連采機、1臺ARO-4E00-2250-WT四臂錨桿機、1臺10SC32-48C型梭車、1臺GP460/150型給料破碎機和2臺DSP-1080/1000型膠帶輸送機。

周轉材料庫在施工時，在六盤區輔運大巷開口巷道進行掘進，首先雙巷掘進主材料巷和上邊第1條分區材料巷，將這2條材料巷與五盤區回風大巷貫通，形成通風系統，然后再逐步施工下面2條分區材料巷和材料硐室。

周轉材料庫巷道斷面的設計既要滿足材料的存放，還要滿足車輛行駛的寬度和高度要求。由于主材料巷車輛行駛頻繁，并且有時需要進入體型較大的車輛，因此斷面尺寸設計為6 m×4.2 m，而分區材料巷行車頻度較少，所以分區材料巷和硐室斷面尺寸設計較主材料巷的斷面小些，為5.5 m×3.8 m。由于周轉材料庫要長期使用，服務年限長，因此要保證巷道的支護強度，確保周轉材料庫頂板的安全，巷道支護設計為頂板采用“φ17.8 mm×6 500 mm錨索+φ18 mm×2 100 mm圓鋼錨桿+冷拔絲網片”支護，兩幫采用“φ18 mm×1 800 mm圓鋼錨桿+冷拔絲網片”支護，大柳塔井井下材料庫的巷道支護斷面圖如圖4、圖5所示。

圖4 主材料巷斷面圖

圖5 分區材料巷和硐室斷面圖

為了便于材料物資的存放和運輸，保證材料庫存放空間的整潔，需要對材料庫巷道的頂板和兩幫進行噴漿并施工砼底板。噴漿的厚度不小于8 mm，砼底板厚度為0.2 m，砼標號C20。

3 井下周轉材料庫的日常應用和管理

井下周轉材料庫參照地面庫房的管理要求在日常管理中要嚴格進行管理，嚴格做好周轉材料的出入庫登記和核查工作，安排專人對材料庫進行24 h值班看守，確保周轉材料庫的正常運行。

大柳塔煤礦周轉材料庫的設計實現了車輛的環形運輸，車輛進入周轉材料庫后直接進入到相應的分區材料巷進行材料的裝卸，然后環形進入主材料巷駛出，車輛行駛的路線示意圖如圖6所示，這種行車模式避免了車輛在巷道內的會車，提高了運輸效率，保證了行車安全。

圖6 大柳塔井井下周轉材料庫行車路線示意圖

為了更加便于周轉材料的管理，大柳塔煤礦將周轉材料庫分為不同的區域存放不同的物資，主要存放區域包括水管存放區、膠帶機帶面存放區、膠帶機H架、縱梁、托輥存放區等。分區管理使得周轉材料的管理更加規范，材料的收發效率也更高，提升了井下周轉材料的管理水平。

為了保證井下周轉材料管理的安全，杜絕材料被盜丟失，在周轉材料庫的入口設計柵欄門和運輸警示標志，并在柵欄門口附近位置專門設置安全管理人員，負責車輛及材料出入的登記，并由管理人員對周轉材料庫進行日常巡查，使周轉材料更加安全。

4 結語

大柳塔煤礦在井下建設了周轉材料庫，在煤礦井下實現周轉材料的管理在我國尚數首次，井下周轉材料庫的成功應用不僅解決了礦井周轉材料需要占用大量工業場地的難題，同時減少了周轉材料頻繁運輸的環節，消除了周轉材料在運輸過程中的安全隱患，降低生產成本，可以在具備條件的礦井進行推廣應用。