伯方煤礦運輸系統技術改造優化分析

趙其林

（山西蘭花科技創業股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平 048411）

伯方煤礦運輸系統技術改造優化分析

趙其林

（山西蘭花科技創業股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平 048411）

山西蘭花伯方煤礦在90萬t～180萬t技改過程中,經對舊巷道綜合利用,并對井下運輸系統優化改造，提高了礦井運輸能力,實現了巷道運輸的集中化。文章介紹伯方煤礦井下運輸系統技改中,選用優化設計方案、優化巷道斷面尺寸、優選巷道施工方案、優選巷道支護形式等經驗，可供同行參考借鑒。

礦井運輸系統；光爆錨噴；錨索補強；優化改造

伯方煤礦現采3號煤層，原礦井主要運輸系統由架線式電機車牽引3t底卸式礦車承運，主石門大巷布置在巖層中，礦井運輸能力90萬t，中央皮帶下山巷與主石門大巷間有部分巷道重迭，中央煤倉上口距主石門大巷巷頂27 m，兩巷中線平距相錯0.7 m。隨著變電站供電能力的改造、風機更換、井下投入兩套綜放后，3 t底卸式礦車運輸不能適應生產；須對運輸系統進行改造，使井下運輸能力與其生產、通風、機電匹配，才能適應運輸系統的集中化，使礦井生產能力達到180萬t。

圖1 伯方煤礦的運輸系統技術改造設計方案

1 正確選擇優化設計方案

中央皮帶下山是中央盤區的主要運輸巷道，布置在3號煤層底板中，全長400 m，自1997年盤區回采后至今，巷道只作通風和行人巷道，中央皮帶上山為房柱式采空區，資料不全。

方案：綜合利用中央皮帶下山原有巷道，中央皮帶下山巷道延伸布置在巖層中，根據集中運輸巷皮帶機尾位置要求，采用立交三岔和主石門正頭大巷貫通相連；中央皮帶上山延伸巷道穿赿采空后、巷道布置巖層中，根據集中運輸巷皮帶機頭位置要求，考慮主石門大巷進料行人、錯過平面立交三岔、充分選取合適坡度、使開拓進尺最少，采用立交三岔和主石門大巷貫通相連。在集中膠帶巷合適位置開口，布置巖層巷道并作南翼立交三岔同南翼運輸大巷通，見圖1。經對巷道穿過巖層的分析，施工中處理好主石門大巷、中央煤倉上口平面三岔、穿過采空區的關系，經論證認為該方案是經濟、合理、技術可行的布置形式。

2 合理優化巷道斷面尺寸

巷道斷面尺寸設計中，應在滿足巷道運輸的要求時，力求提高斷面利用率、縮小斷面尺寸。

根據集中膠帶巷所穿過巖層的不同，應在滿足安全運輸的前提下，確定巷道為永久支護及巷道各段斷面尺寸。（1）皮帶下山巖層巷道，采用三心拱斷面，巷道墻高1.8m，三心拱寬度3.3m。（2）中央皮帶上山開口處，處在平面立交三岔處、且所穿過的為煤層，前20 m巷道采用三心拱斷面，巷道墻高1.8 m，三心拱寬度3m；穿越采空區采用三心拱斷面，巷道墻高1.8 m，三心拱寬度3.3m。（3）集中膠帶巷巷頂距煤層底板5m后，采用矩形斷面，墻高2.4m，巷寬3.3m。

3 優化巷道支護方案

選擇支護方案是現有巷道開挖后能否實現使用期內巷道處于穩定狀態的關鍵之一。伯方煤礦井田開拓在煤體、軟巖巷道施工中的實踐體會是：對于不同的圍巖采用不同的支護，根據服務年限的長段、控制圍巖變形時間，才能取得巷道支護的設計效果。

（1）支護方案：伯方煤礦巷道支護實踐經驗表明，目前較理想的一次支護結構型式是錨噴支護。錨噴支護中，錨桿通過軸向受力產生的拉應力既能最大限度地提高圍巖的承載能力和穩定性，又能通過銷釘效應提高圍巖巖體的自身強度；混凝土層雖然較薄，但能承受較大變形，還有一定的支撐力；在不使圍巖進入有害的變形情況下，允許一定數時的塑形變形，不但最大限度地發揮圍巖的自承能力，還能對圍巖及時封閉、而使圍巖緊密結合共同起著支承作用，改善圍巖的應力狀態和保護圍巖原有巖體強度。巷道二次支護應避開圍巖變形階段，即在巖體應力充分釋放后，實施二次支護，這樣能減少圍巖對支護的壓力，提高支護效果。二次支護可用粗料石砌碹、鋼筋混凝土砌碹支護，也可采用錨噴支護。

（2）支護方案實例：①立交三岔處于煤體層，直墻用錨桿、加混凝土澆鑄，拱頂用粗料石砌碹，并在墻體中挖壁槽深200mm，錨桿間排距800mm×800mm，使用普通錨桿，錨固劑型號3538，混凝土標號C20，澆鑄厚度500mm，這種軟巖處理方法較簡便；牛鼻子處采用整體澆鑄，且在牛鼻子口配有0.6m的鋼筋框架一個，可收到好效果。②牛鼻子上巷道和穿過采空區處，采用粗料石砌碹，支護厚度300mm。③集中膠帶巷，巷底距主石門巷頂或巷頂距采空區底板達到5m巖柱后，改為錨噴支護，錨桿間排距800 mm×800 mm，錨桿使用普通錨桿，錨固劑型號3538，錨桿外掛金屬網，并噴射100mm混凝土。見圖2。

4 優化施工方案

（1）立交三分岔施工時，采用分段作業、分次放炮，且避開對主石門大巷的震動和破壞，短掘短砌；牛鼻子上口施工時，全段須一次打夠斷面，采用錨桿掛網臨時支護，超前支護采用木垛接頂支護。（2）集中膠帶巷道穿過主石門大巷平面三岔時，集中膠帶巷巷底距主石門大巷平面三岔巷頂為1 m，施工隊采用中上部掏槽、放小炮，下部采用風鎬破巖跨過三岔拱頂8 m，再改為光面爆炮，穿過后末對主石門大巷拱頂造成破壞。集中膠帶巷巷頂距采空區底板達5m巖柱上，為光面爆破；巖柱小于5 m后，改為分次爆破，安全穿過采空區。（3）集中膠帶巷穿過巖層破碎帶，采用錨索加槽鋼補強作用來控制頂板。（4）中央皮帶上山開口處在巷道跨度大、處在平面三岔中，開工前先對三岔進行錨網索耦合支護，巷道開口6采用兩側導硐法施工。

圖2 巷道錨噴支護

5 結束語

伯方煤礦對礦井運輸系統進行改造，選擇了合理開拓方案，實現了主石門大巷和集中膠帶巷通過立交三岔直接貫通，解決了集中膠帶巷與運輸大巷、采空區間的空間關系，為相似條件下的巷道開拓布置提供了借鑒經驗。

Optimization Analysis on Transportation System Technological Transformation in Bofang Mine

ZHAO Qi-lin
(Bofang Mine Branch of Lanhua Science and Technology Investment Co.Ltd.,Gaoping Shanxi 048411)

In the process of technology transformation of Bofang mine from 0.9 million to1.8 million tons, the comprehensive utilization of old roadways and the renovation of transportation system underground increased the mine's transportation ability and realized its system centralization.The paper introduced the optimization design plan,intersection sizes,construction plan,and support patterns for the peer reference.

transportation system in mines;smooth blasting and bolt-spray;strengthening headentry with cable;reformation

TD529

A

1672-5050（2012）11-0066-02

2012-05-15

趙其林（1962—），男，山西高平人，本科，政工師，從事煤礦技術管理工作。

徐樹文