東曲礦井運輸系統的設計與改造

劉 斌

（山西焦煤西山煤電集團公司東曲煤礦，山西 太原 030200）

東曲礦井目前正在開采+973 m、+860 m 水平，其中+973 m 水平主、副運輸都是采用架線電機車牽引礦車[1]。隨著開采深度的增加，礦車運輸的距離達到9.3 km，主、輔運輸距離過長，礦車運輸系統繁瑣，現有的運輸系統老化，加上設施設備陳舊，以及水平和采區劃分的不合理，井下運輸能力不足嚴重制約礦井的生產，使得后期水平、采區開采接替困難。東曲礦井現有的生產系統已不能滿足生產的需要，為使深部采區合理生產、接替，必須對東曲礦井的運輸系統進行改造。

1 礦井概況

東曲礦井煤層回采上限約為+1100 m，回采下限約為+630 m，煤層傾角3°～8°。井田劃分為+973 m、+860 m、+750 m 三個水平開采，三個水平分別沿煤層走向布置運輸大巷，大巷間距分別為1.4 km、1.2 km。目前礦井為+973 m 和+860 m 水平生產[2]，上下組煤同時開采，開采方式為自上而下逐層逐面順序開采。

礦井目前運輸系統采用東、西平硐及+973 m水平大巷，坡度為3°的雙股軌道運行，+973 m 水平井下運輸采用12.5T 和ZK14-6/550 架線電機車牽引MCD5.5-6/550 側底卸礦車運輸。+860 m 水平皮帶斜井，坡度為10°～3°，采用帶寬1200 mm、裝機功率2×630 kW 的高強度鋼絲繩芯帶式輸送機來運煤。

2 主運輸系統改造方案

根據礦井目前的生產系統布局和采掘接替計劃，提出運輸系統改造方案。由于+860 m 水平皮帶斜井和膠輪車平巷已完工并投入使用，因此本設計主要針對+973 m 水平主輔運輸系統和+860 m 水平輔助運輸系統進行改造，將西平硐溝通東石門，西大巷作為膠帶運輸大巷。

2.1 開拓布置方案

礦井采用平硐開拓方式[3]，根據東曲礦提供的實際生產情況，+973 m 水平上組煤目前在二、四、五采區可布置上組煤綜采工作面，在一、三、四、五采區可布置下組的8、9 號煤層工作面。

2.2 主運輸系統設計

2.2.1 +973 m 水平運輸設計

拆除東平硐和西大巷的軌道，鋪設膠帶輸送機，鋪底100 mm，擔負礦井+973 m 水平煤炭運輸任務，兼做礦井的安全出口和進風井。膠帶大巷帶式輸送機布置圖如圖1。

圖1 +973 m 水平膠帶大巷帶式輸送機布置圖

在一、三采區東大巷連接處，增設+973 m 水平東翼膠帶轉載巷，其傾角為4.5°，凈寬為4.5 m，采用半圓拱斷面，凈斷面積14.70 m2，裝備膠帶輸送機，作為三采區的煤炭運輸和進風轉載巷道，斷面如圖2。

圖2 +973 m 水平斷面圖

增設東翼集中煤倉和改造三采區集中煤倉來溝通三采區煤炭運輸巷、轉載巷與西大巷，在西大巷五采區處，通過皮帶聯絡斜巷，延深至五采區8 號煤層底板30 m 以下，在落平段30 m 處增加五采區的下組煤煤倉，作為五采區下組煤運輸的緩沖倉，并溝通皮帶聯絡斜巷與+973 m 水平五采下組煤膠帶運輸巷。上組煤通過增加五采上組煤溜煤眼和膠帶運輸巷道，與皮帶聯絡斜巷溝通，形成上組煤的煤炭運輸系統。

2.2.2 +973 m 水平輔運輸設計

輔助運輸不再采用現有的架線電機車，用蓄電池電機車來代替架線電機車。在西平硐1500 m 處，新建車場與東石門溝通，利用采區東大巷擔負三采下組煤的輔運任務；在三采區邊界處新增+973 m水平東翼聯絡石門與西大巷通過聯絡石門溝通，角度3°，寬4.5 m，采用半圓拱斷面，凈斷面積14.70 m2，鋪設雙軌，裝備蓄電池電機車，擔負礦井+973 m 水平三、四、五采區輔助運輸和進風任務，通過下組煤輔運斜巷溝通五采區上下組煤輔助運輸系統。

2.2.3 +860 m 水平輔運輸設計

采用皮帶運輸系統[4]，利用+860 m 水平皮帶斜井，通過1、2 號煤倉與+860 m 水平運煤巷道連通，擔負+860 m 水平上、下組煤煤炭運輸任務。皮帶斜井帶式輸送機布置圖如圖3。

圖3 +860 m 水平皮帶斜井帶式輸送機布置圖

刷大西平硐入口，在入口以里西側平行增加一條凈寬6.0 m 的膠輪車平巷，兩個水平輔助運輸分工明確，互不影響。改造后的結果如圖4。在西平硐蓄電池電機車入口的西側5 m 處以+3‰坡度以E24.5°S30 m 后，向南延伸70 m，再以平行西平硐方位向東南方向延伸25 m，布置無軌膠輪車下山5°00'30''，684 m，進入8 號煤層后，西平硐運輸段向西延伸1220 m 后，沿著東南方向布置+860 m 水平膠輪車大巷，形成礦井+860 m 水平上、下組煤輔助運輸系統。走水平巷道延伸至斷層附近時，不過斷層，在石門與斷層間布置一個采區。

圖4 改造結果

2.3 采區巷道布置

根據開拓布置，三采區僅剩余下組煤8、9 號煤層，根據采掘配備，暫不開采9 號煤，利用三采區現有巷道來兩翼開采，工作面布置在巷道西側。工作面膠帶順槽與下組煤膠帶運輸巷直接搭接，軌道順槽與采區輔助運輸巷和采區總回風巷溝通。五采區上組煤2 號煤層工作面順槽直接與膠帶運輸巷、輔助運輸巷和回風大巷溝通。

3 主運輸系統實際應用

對主運輸系統的改造，重點是將目前使用的+973 m 水平電機車牽引的運煤方式改為皮帶運輸，+973 m 水平輔助運輸方式由架線電機車改成蓄電池牽引，+860 m 水平煤炭運輸采用+860 m 水平皮帶斜井，輔助運輸采用膠輪車平巷，以實現輔運系統膠輪車運輸系統化，主輔助運輸能力不變。運輸系統改造方案已經在東曲礦井巷道實施，采用此方案采煤時，設備的投入較少，運輸的距離較短，在改造工程完成后，礦井的生產能力保持400 萬t/a。

4 結論

針對東曲礦井運輸距離長、運輸系統繁瑣等問題，提出一種礦井運輸系統改造設計方案，結果如下：

（1）對+973 m 水平運輸系統和+860 m 水平輔助運輸系統進行改造，將西平硐溝通東石門，西大巷作為膠帶運輸大巷，+973 m 水平電機車牽引的運煤方式改為皮帶運輸，+973 m 水平輔助運輸方式由架線電機車改成蓄電池牽引，+860 m 水平煤炭運輸采用+860 m 水平皮帶斜井，輔助運輸采用膠輪車平巷。

（2）改造后的系統能實現連續運輸，大大提高采煤效率，且設備的自動化程度高，操作簡便，投入的設備和使用的人員較少，運輸的距離較短，主輔運輸系統互不干擾，能較好地適應巷道的起伏變化。

（3）改造工程完成后，礦井的生產能力保持400 萬t/a。