優化設計Ⅱ13采區人行運輸合一技術應用

摘 要：煤礦開采過程中為考慮瓦斯、行人、設備等綜合因素，采區準備巷道布置方式，就發展為四條上（下）山的局面，此設計工程量大，投產慢，費用高，為解決此矛盾，減少采區上（下）山數量，減少成本，提高效益，進行采區設計優化。

關鍵詞：采區下山；人行下山；回風下山；運輸人行合一

1 前言

煤礦開采過程中為考慮瓦斯、行人、設備等綜合因素，采區準備巷道布置方式，就發展為四條上（下）山的局面，此設計工程量大，投產慢，費用高，為解決此矛盾，減少采區上（下）山數量，減少成本，提高效益，進行采區設計優化，在不影響安全，使用的前提下，合并巷道，提高巷道使用率。

2 臨渙煤礦Ⅱ13采區概況

臨渙煤礦屬于煤與瓦斯突出礦井，煤層群聯合布置形式。Ⅱ13采區位于二水平東翼，為下山采區，有7、8、9、10四層煤，主采7、9煤層，可采儲量1526萬噸。

3 采區下山位置確定

采區集中下山的層位選擇，要根據煤層群聯合開采的煤層厚度、采區儲量和采區下山服務年限、圍巖性質、地質條件和運輸設備等因素，綜合技術和經濟比較分析，確定合理位置。

由于淮北礦區新井為煤與瓦斯突出礦井，煤層賦存深，巷道壓力比較大，不適合布置煤層準備巷道，因此只能開掘巖石準備巷道。

巖石下山布置：布置于煤層底板穩定的巖層中，避免構造破壞，距煤層10～20m。巖石下山優點：維護費用低；煤損少。可跨下山開采，加大采面連續推進長度；生產系統可靠，通風條件好，易封閉采空區，防自燃有利；不受煤層傾角影響，可定向按坡度取直掘進，能合理處理下山與平巷的平面或立面相交工程，繞道工程量小。

4 臨渙煤礦Ⅱ13采區行人下山位置確定

2007年臨渙煤礦Ⅱ13采區進行初步設計，布置運輸、軌道、專用回風山和人行四條下山，滿足煤礦安全規程要求。

礦井最初設計專門的行人下山的方案，但該采區煤層傾角小，下山距離長，下山長1150m，工程量大，施工工期長。為解決此矛盾，減少采區上（下）山數量，減少成本，提高效益，在不影響安全，使用的前提下，合并巷道，進行采區設計優化，優化方案：

方案一：在軌道下山內安設斜巷人車，但是斜巷人車管理相對復雜、安全可靠性不強。

方案二：在運輸下山皮帶機另一側安裝架空乘人器，采用運輸行人合一布置。優點是經濟合理，通風系統穩定。缺點是巷道斷面大，且臨渙煤礦沒有類似的經驗。

經過調查研究，對Ⅱ13采區運輸行人下山合一布置的可行性進行了深入分析，認為Ⅱ13采區一是巷道是巖巷且壓力較小，具備在原運輸下山進一步刷大，安設乘人器的條件；二是乘人器中間上下人員少，運送人員管理相對簡單。最終確定了將原運輸下山刷大采用運輸行人下山合一布置，在運輸下山內安設膠帶輸送機和乘人器，一巷多用的技術方案。

5 臨渙煤礦Ⅱ13采區運輸、行人下山合一布置

5.1 臨渙煤礦Ⅱ13采區運輸下山概況

Ⅱ13采區運輸下山位于Ⅱ13采區中部回風下山左側，運輸下山由二水平主運下山機頭延伸至采區最底部，最下部與采區進風大巷連接垂高150m，設計長度1150m，做為Ⅱ13采區運煤路線，全部為巖巷，跟中腰線施工，采用錨噴支護，半圓拱形斷面，原設計寬4.1m，高3.4m，斷面12.14m2。

5.2 Ⅱ13采區運輸、行人下山斷面確定

膠帶運輸機采用帶寬1.0m、架寬1.4m的強力皮帶機，長度1100m，最大輸送量630t/h，膠帶運行速度2.5m/s。強力皮帶機分別安設多種安全裝置。

架空乘人器運行長度驅動輪直徑1.4m，兩繩間距1.4m，托輪間距8m，乘坐吊椅間距15m，運行速度1.06m/s，最大輸送能力254人/小時。架空乘人器兩端下人處安設簡易提醒裝置和過位自動斷電停車保護。將托輪固定在金屬橫梁上，金屬橫梁由11#工字鋼加工。

皮帶距巷幫間距0.5m（規程第22條），皮帶寬度1.4m，皮帶距斜巷索道人車距離0.7m，斜巷索道人車寬度0.9m，斜巷索道人車距巷幫0.7m（規程第368條），合計巷道最小寬度4.7m，考慮巷道變形及安全間距較原設計的行人下山寬度增加0.6m。為保證設備、巷幫及行人的安全間距，Ⅱ13采區運輸下山變更設計后的凈寬確定為5.0m直墻半圓拱形（巷道斷面見附圖2）。

6 臨渙煤礦Ⅱ13采區運輸行人下山合一布置安全經濟效益

Ⅱ13采區運輸行人下山合一布置，減少施工1150m的下山及聯巷工程，直接減少材料、工資等初期投入1750多萬元，后期巷道維護的人力和材料投入等也可相應減少；采區的生產系統、通風系統更加簡單、穩定、可靠，有利于采區的安全高效生產。

7 臨渙煤礦Ⅱ13采區運輸行人下山合一布置推廣應用及注意事項

為進一步簡化生產系統，提高經濟效益，改變集團公司絕大多數采區均布置軌道、運輸、行人、回風四條下山的局面，減少采區投產工程量，縮短工期，減少投入，做到既安全又高效，具體應做到：

（1）新采區設計時優先考慮運輸行人合一布置，經濟效益明顯。

（2）優化巷道斷面設計，提前做好設備選型工作。目前架空乘人器可供選擇的型號較多，可根據情況選擇繩間距較小的乘人器，進一步縮小運輸行人合一巷道斷面，以減小巷道掘進工程量，提高經濟效益。

（3）巷道設計和施工時，應充分考慮膠帶運輸機、乘人器等設備機頭、機尾硐室或擴大部分對安全間距的影響，保證運行安全可靠。

（4）設備的各種保護確保完好，并做好防止皮帶飛矸、斷帶的防護工作。

（5）運輸行人合一布置可以推廣應用。

參考文獻

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[3]徐永析.采礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003.

作者簡介：姚軍峰（1977，9-），男，漢族，河南漯河人，工程師，畢業于淮南工業學院采礦工程專業，現就職淮北工業建筑設計院有限責任公司。