復雜條件下掘進巷道運輸系統優化

張重霄

（大同煤礦集團雁崖煤業公司，山西 大同 037001）

1 工程概況

大同煤礦集團雁崖煤業公司5301運料繞道位于井田三盤區，巷道南部分別為盤區輔運巷、皮帶巷、回風巷，東部為5302巷，西部為2301巷，北部為實煤區，如圖1所示。

5301運料繞道設計長度為90m，巷道從盤區輔運巷開口施工輔助運料巷，巷道掘進30m后按設計拐彎施工運料斜巷，巷道施工60m后與5301巷貫通。5301運料繞道設計斷面規格寬×高=4.5×3.5m，巷道采用爆破施工工藝。截至目前輔助運料巷已掘進到位，運料斜巷已掘進25m。

2 前期運輸系統布置及問題分析

2.1 運輸系統布置方式

（1）當施工輔助運料巷時，在工作面安裝一部SSJ-800型帶式輸送機。輸送機穿過盤區輔運巷且機頭與盤區皮帶巷輸送機搭接，機尾延伸至距工作面5.0m處。工作面落煤后采用礦用防爆裝載機將煤矸石直接裝入輸送機運出。

（2）當施工運料斜巷時，將輔助運料巷輸送機機尾直接延伸至巷道拐彎處，在運料斜巷安裝一部SSJ-800型輸送機，且機頭與輔助運料巷機尾相互搭接進行聯合出煤。

圖1 三盤區5301運料繞道平面布置示意圖

2.2 問題分析

（1）盤區皮帶巷標高為+566m，盤區輔運巷標高為+558m，標高差為2.0m，且5301運料繞道以3°仰角上山掘進，輔助運料巷拐彎處與皮帶巷標高差達3.5m，若安裝的SSJ-800型輸送機直接與盤區皮帶巷搭接，輸送機機尾高、機頭低，造成輸送機輸送帶與上托輥接觸不嚴實，導致運輸物料時出現嚴重的輸送帶竄跳現象。

（2）由于盤區輔運巷車流量較大，輸送機直接橫跨輔運巷時，每班必須安排專職人員看守，當有車通過時必須拆卸皮帶架，這樣不僅降低了巷道運輸效率，對輸送機架及輸送帶損壞嚴重，而且不利于輸送機安全管理。通過前期巷道掘進期間觀察發現，每班行車高峰期時巷道無法掘進，巷道平均掘進量僅為2.4m/d。

3 運輸系統優化設計

為了提高巷道運輸效率，保證巷道運輸安全，決定施工皮帶地溝，安裝嵌入式輸送機，并對盤區輔運巷地溝采取聯合維護措施。

3.1 施工工藝

（1）皮帶地溝采用松動爆破施工工藝，采用ZQC-50/2.5S型風動手持式鉆機進行炮孔施工，每排施工三個炮孔，炮孔間排距為1.0m，炮孔深度為0.8m，直徑為40mm，炮孔以75°俯角施工，如圖2所示。

（2）炮孔施工完后依次向炮孔內填裝3#礦用乳化炸藥及毫秒延期電雷管，炮孔口采用水炮泥及黏性黃土進行封口處理，封孔長度不得低于0.5m，每個炮孔裝藥量不得大于300g，每次允許松動爆破炮孔數量不得大于3個。

（3）爆破施工后及時將煤矸石清理干凈，保證施工斷面規格符合設計要求，然后進行下一循環作業。

圖2 皮帶地溝松動爆破鉆孔布置示意圖

3.2 施工技術要求

（1）5301運料繞道皮帶地溝起底長度為23m，其中輔助運料巷起底長度為5m，輔運巷起底長度為6m，輔皮聯巷起底長度為12m，起底寬度為3.0m。

（2）首先在三聯巷距盤區輔運巷12m處以9°俯角下山起底，起底至輔運巷時保證起底深度達到2.0m。從輔皮聯巷至5301運料繞道段近水平起底施工，起底長度為18m，起底深度為2.0m。

（3）皮帶地溝起底完成后，在起底段兩幫施工兩排護幫錨桿，護幫錨桿間距為0.9m，排距為1.0m，錨桿外露長度為0.5m。在錨桿外露端安裝一根長度為0.5m、直徑為1.5寸鋼管并采用螺母、墊片預緊。

（4）在起底段距幫0.25m處施工一排地錨，地錨間距為1.0m，地錨長度為2.0m，埋入底板長度為1.0m。

（5）在地溝兩幫支盒子，支盒長度為23m，寬度為0.5m，高度為2.0m。支盒后對其澆筑混凝土，澆筑強度不得低于C30。當混凝土澆筑至輔運巷底平面時分別埋入工字鋼梁，鋼梁間距為0.2m，鋼梁與輔運巷垂直布置，如圖3所示。

圖3 盤區輔運巷地溝處鋪設工字鋼梁斷面示意圖

（6）地溝起底澆筑后，在距澆筑面0.5m處支設6排11#工字鋼柱。柱間排距為1.0m，鋼柱高度為2.0m，鋼柱底端焊制一塊規格為長×寬=0.3×0.3m鋼板。同一排兩根鋼柱采用一根工字鋼連接，所有鋼柱支設完成后在其上方安裝一根長度為5.0m工字鋼梁。

（7）鋼柱支設完成后，在輔運巷起底處密集鋪設長度為4.0m工字鋼梁，并在鋼梁兩端穿拉一根長度為6.0m錨索，兩端采用鎖具預緊。密集工字鋼梁鋪設完成后，在其上方鋪設厚度為10mm鋼板。

（8）地溝施工完后，對起底底板進行混凝土澆筑，澆筑厚度為0.2m，澆筑后必須保證澆筑面平整。待地溝所有工序施工完后，在地溝內安裝一部SSJ-800帶式輸送機，機頭與盤區輸送機搭接，機尾處安裝全封閉卸煤裝置與運料斜巷輸送機機頭搭接進行聯合出煤。

4 結束語

針對三盤區5301運料繞道施工期間煤矸運輸系統存在的問題，對原運輸系統進行優化，施工地溝并安裝嵌入式輸送機。實際應用表明，優化后運輸系統提高了掘進巷道煤矸運輸效率，解決了傳統運輸系統中輸送機損壞嚴重、巷道掘進效率低以及巷道行車、行人影響等技術難題，使巷道掘進速度提高至6.5m/d，保證了巷道安全高效運輸，取得了顯著成效。