斜井通風、運輸系統改造與優化

陳汝南

(山西東輝集團 趙家山煤業，山西 太原 030402)

趙家山煤礦座落在太原市清徐縣境內，是一座設計能力1.2 Mt/a的現代化礦井，主斜井長920 m，半圓拱錨噴支護，斷面14.29 m2;副斜井長837 m，半圓拱錨噴支護，斷面14.81 m2，主副斜井坡度均為－25°，回風立井設計垂深393 m，目前主、副斜井和回風立井已施工至井底水平。在主、副斜井落底前，主副斜井通風是在地面安設18.5 kw×2 對旋局扇風機;運輸采用箕斗運輸，矸石到達地面后采用翻矸臺進行卸載。

趙家山煤礦是高瓦斯礦井，礦井平均絕對瓦斯涌出量75.16 m2/min。目前，因主副斜井沒有與回風立井貫通、無法形成正式的通風系統，主副斜井由于礦井通風路線長、風阻大，滿足不了礦井二期掘進施工通風和瓦斯管理需求。為解決以上通防問題，在井底施工主副斜井貫通聯絡巷，副斜井井口地面安裝2臺90 kw×2 對旋主扇風機，通風采用主斜井進風，副斜井回風的臨時通風方式，形成全負壓通風系統，將地面局扇風機移至井下，減少風阻，滿足井下掘進工作面的風量需求，為此必須對副斜井軌道運輸系統進行改造與優化。

1 副斜井通風系統的改造

對副斜井井口原翻矸臺進行拆除，臨時部分進行封閉，在副斜井上口設置第一道風門，風道20 m 處設置第二道風門，以便不影響行車。在副斜井左側留設風洞出口和風道，臨時安裝兩臺90 kw ×2 對旋主扇抽風機，主井則改為自然負壓進風巷。主、副井臨時通風系統示意圖見圖1。

圖1 主、副井臨時通風系統示意圖

2 副斜井地面甩車場運輸系統的改造方案

副井口從上變坡點第一道風門向副斜井絞車方向施工，坡度改為+3°，坡道斜長75 m，寬2.6 m，副井口向左施工甩車場(雙道)，甩車場東側為翻矸機。井下掘進工作面矸石用1.5 t U 型礦車裝載，經副井絞車運至井口，經井口風門、上坡道、甩車場轉至翻矸機翻矸，用50 型裝載機把矸石轉運至矸石坑，地面信號室和絞車房能全程監控礦車到達地面后的運行狀態。

副井提升每次提1.5 t U 型礦車4 個，甩車道為雙道，以便實現空、重車分道，優化運輸路線，提高工效，見圖2。

圖2 副斜井地面甩車場平面示意圖

3 施工工序及工藝

3.1 施工前準備

1)測量部門提前按照設計圖紙的要求在現場劃分出施工區域和范圍，并分段標定設計參數的距離和坡度。

2)提前拆除副井口的翻矸臺、絞車架等設施，以及甩車場區域范圍內的地面整平相關工作，做好施工前的準備。

3.2 風機及風洞的施工

1)在副斜井左側施工風機風洞，風機風洞設計長50 m，寬4 m，高3 m，磚混結構，上方用水泥預制板堵頂，內外墻用水泥抹平，保證不漏風。

2)風機風洞施工結束，可以安裝風機。

3.3 坡道、風門的施工

1)風門風洞的施工:在副井井口的外延長線施工風門及風洞，風門風洞設計長22 m，寬4 m，高3 m，參數要求同風機風洞。

2)風門的施工:在風門風洞的兩側施工電動風門，2 道電動風門間距20 m。在每道風門前3 m 處的軌道上安裝手動阻車器1 道。

3)坡道的施工:坡道從井口25°變坡點起，全長61 m，寬4 m，坡度+3°，坡道基礎0.5 m，上部澆筑0.15 mm厚C20砼，下部和基礎砌筑C15毛石砼。

3.4 地面甩車場的施工

1)從副井口變坡點處向前61 m，此區間按3°坡度鋪設軌道，軌道采用30 kg/m，軌距600 mm，保證車輛低速下滑。

2)甩車道岔至車場，曲率半徑為12 m，弦線長度11 m。

3)按軌道鋪設位置重新布設副井絞車鋼絲繩高度，并增設鋼絲繩導向輪一個。

4)軌道鋪設完畢后，安設11.4 kW 絞車2 部。

5)軌道鋪好后，對周邊區進行水泥硬化，最后對軌道鋪設道渣。

3.5 信號及監控設施施工

1)信號設施施工:第一道風門的內側安設副井口至副井絞車房、坡道上端打點信號室的聲光聯鎖信號一套，便于與井口、坡道上口及絞車房之間的信號聯絡。

2)監控設施施工:第一道風門的內側安設副井口至副井絞車房、坡道上端打點信號室的監控系統一套，探頭分別設在第一道風門外側，監控井筒內60 m外礦車的運行狀況;在第一道風門和第二道風門的外側、井口坡道上端分別安裝一個探頭，監控礦車出井口后的運行情況。

3.6 翻矸罐籠的施工

提前將地面整平，需要挖基礎部分提前給出尺寸，并用鋼筋C20砼澆筑。

4 結論

1)通過對通風系統的調整與改造，滿足了礦井二期工程掘進工程量的增加對通風的需求，減少了礦井瓦斯涌出對礦井施工的影響，確保了礦井施工的安全。

2)因礦井通風系統的調整，對礦井運輸也提出了新的要求，重新調整了副斜井的運輸方案，重點對副斜井井口軌道運輸進行系統改造和優化。

3)通過對副斜井運輸系統的改造與優化，實現空、重車分道，優化運輸路線，提高工效;在重車到達地面后，通過坡道和道叉的優化組合，使重車平穩到達地面甩車場和翻矸臺，返回空車時，使空車在重力作用下，平穩通過地面風門、風道，到達副斜井，實現了自動控制，提高了工作效率。

4)副斜井軌道通風、運輸系統改造與優化方案，對基建礦井進入二期工程時通風和運輸系統的調整具有一定的借鑒意義。