陽煤二礦+470水平南翼主運輸系統改造方案設計

李占山

（山西國辰建設工程勘察設計有限公司 采礦所，山西 陽泉 045000）

1 工程概述

1.1 礦井概況

1）陽煤二礦井田內有兩個開采水平：+560水平和+470水平；+560水平開采3號、6號、8號、9號、12號、13號煤，+470水平開采15號煤；每個水平布置兩組大巷（南翼大巷和西翼大巷），大巷兩側布置上下山采區。

2）礦井3號、8號、12號煤采用傾斜長壁綜采法：采煤機落煤，液壓支架頂板。15號煤采用綜采放頂煤法（工作面采用液壓支護頂板、采煤機落煤、裝煤，礦壓自重放頂煤、刮板輸送機運煤、全部垮落法管理頂板）。15號煤賦存穩定，平均厚度6.49 m，煤層結構簡單，直接頂易冒落，頂底板管理較容易。綜采放頂煤工作面割煤高度2.4 m，放煤高度4.09 m，采放比 1∶1.7。

3）+470水平有西翼和南翼開拓大巷，南翼布置有：三采區、五采區、七采區、九采區、十一采區、十三采區。三采區和五采區已采結束，七采區剩下一個工作面，生產主要在九采區、十一采區和十三采區。+560水平兩個采煤隊生產190 t/a。+470水平三個采煤隊生產570 t/a，南翼安排一個采煤隊，西翼安排一個采煤隊，另一個采煤隊根據回采工作面銜接在西翼與南翼之間跳采。當+470水平南翼有兩個采煤隊同時生產時，產量最高可達480 t/a，而現有的南翼主運輸能力不足,嚴重制約正常生產。

1.2 主運輸系統的現狀

1）東、西主斜井現狀：主要參數及井筒裝備，如表1所示。

表1 東、西主斜井的主要參數及井筒裝

2）主提升設備現狀：由東、西兩個斜井承擔，膠帶輸送機運輸。東斜井主要擔負+470水平的原煤提升，西斜井主要擔負+560水平的原煤提升，兩者之間有聯絡膠帶輸送機溝通，負責兩個水平產量的均衡。

主要參數如下：①東斜井強力帶式輸送機（負擔+470水平原煤），型號：DX-GX-1200型，安裝長 1 350 m，帶寬1 200 mm，帶強3 500 N/mm，帶速4 m/s，配用4臺GRQ-158-8型電動機，電機功率4×380 kW，電機電壓等級6 k災，4臺減速器型號均為JZH2R1300，減速比17.6；輸送機小時運輸量930 t/h。②西斜井強力帶式輸送機（負擔560水平原煤），型號：GDS-1000型鋼絲繩膠帶機，安裝長980 m，帶寬1 000 mm，帶速3.15 m/s，配用2臺ZD2-172-1B型直流電動機，電機功率 2×400 kW，轉速 320～100 r/min，額定電壓400災，2臺減速器型號均為ZHJ1700，減速比35.65，小時運輸量600 t/h。

1.3 +470水平主運輸系統的現狀

1）南翼大巷運輸的現狀：采用14 t架線電機車牽引4 t底卸式礦車，共15列，每列礦車數25個，每列車的運輸能力100 t，擔負+470水平南翼的主運輸任務，南翼現有地質儲量1.5億t，可采儲量為1.13億t，服務年限還有30 a。+470水平南翼運輸能力4.0 Mt（其中輔助運輸能力按0.5 Mt計），遠小于其5.0 Mt/a的設計生產能力。

2）西翼大巷運輸的現狀：現有 4701、4702、4703三部膠帶機，全長5 330 m，擔負西翼大巷八采區、十采區、十二采區及十四采區的主運輸任務。①4701高強度膠帶機的帶寬B=1 200 mm，機長2 780 m，帶速3.5 m/s，運輸能力1 500 t/h，配有4臺YB2-355M2-4型電動機，功率4×250 kW，額定電壓1 140 k災，膠帶輸送機張緊裝置SYZ2-A-15/30自動液壓張緊裝置，拉緊力150～300 kN。電動機起動采用PLC控制系統，并附變頻軟起動。②4702高強度膠帶機的帶寬B=1 200 mm，機長 1 601 m，帶速 3.5 m/s，運輸能力1 500 t/h，配有3臺YB2-355M2-4型電動機，功率250 kW×3，轉速 1 480 rpm，額定電壓 1 140/660 k災，3臺H2SH12+1FAN減速器，減速比22.4，膠帶輸送機張緊裝置為SYZ2-A-/200自動液壓拉緊裝置，拉緊力200 kN，電動機起動采用PLC控制系統，并附加變頻軟起起動。③4703高強度膠帶輸送機帶寬B=1 200 mm，機長 1149 m，帶速 3.5 m/s，運輸能力1 500 t/h，配有3臺YB2-355M2-4型電動機，功率3×250 kW，轉速 1 480 rpm，額定電壓 1140/660 k災，3臺H2SH12+1FAN減速器，減速比22.4，配備為SYZ2-A-/200自動液壓拉緊裝置，拉緊力為200 kN。電動機起動采用PLC控制系統，并附加變頻軟起起動。④三部膠帶機均具有緊急聯鎖停車防跑偏、打滑、煙霧、超溫灑水、縱撕、堆煤、溫度保護等裝置，并在盤型閘上裝有防逆轉裝置（防逆轉托輥）。

2 選擇主運輸系統應考慮的主要因素

①利用現有主斜井提升系統，減少巷道工程量。②避免與原有巷道相交，在不影響膠帶機運輸的情況下，力求多布置煤巷，少布置巖巷；煤巷沿煤層頂板布置。③在滿足設備布置和《煤礦安全規程》的基礎上，盡量減小巷道斷面。④改造后的膠帶運輸系統應能向東、西主斜井現有提升膠帶機給煤。⑤膠帶運輸系統的改造施工不能影響礦井正常生產。

3 主運輸系統的改造方案分析

3.1 主運輸系統改造方案一

由九采區煤倉西側沿15號煤層頂板，并與南翼回風大巷平均間距45 m布置一條膠帶運輸大巷，在+470水平井底車場至南山風井附近之間布置另一條膠帶運輸大巷，再與從九采區煤倉附近布置的一條膠帶運輸大巷貫通于南山風井煤柱線附近，在東、西斜井之間新建一個井底煤倉與膠帶運輸大巷連接，煤炭從九采煤倉、南翼主運煤倉通過膠帶運輸大巷運輸到南翼主運井底煤倉，再經過東、西斜井主運輸膠帶運輸到選煤廠進行洗選外運，形成+470水平南翼主運輸系統。見圖1。

1）+470水平南翼現有兩條大巷，一條軌道大巷，一條回風大巷。為了不影響現有系統，方案一從九采煤倉以西21 m處布置一個南翼主運煤倉，從煤倉下口向北布置一條膠帶運輸大巷，至南山風井煤柱附近。巷道全長3 988 m，其中煤巷2 850 m，巖巷1 138 m。最大坡度5°。安裝兩部膠帶運輸。

2）由南山風井附近布置第一部膠帶運輸大巷至東主斜井井底煤倉上方。巷道全長1 844 m。其中煤巷1 339 m，巖巷505 m。最大坡度9°。安裝一部膠帶運輸機運輸。該煤倉位于東、西斜井之間，煤倉下口通過聯絡巷與東、西斜井聯系。

3.2 主運輸系統改造方案二

從九采區煤倉西側沿15號煤層頂板布置一條膠帶運輸大巷與西翼二部膠帶運輸大巷貫通。巷道位于南翼回風大巷西側，并與南翼回風大巷平均間距45 m。煤炭從九采煤倉通過+470水平南翼膠帶運輸到西翼二部膠帶、西翼一部膠帶運輸至現有的井底煤倉，由東、西主斜井主運膠帶運輸到選煤廠進行洗選外運，形成+470水平南翼主運輸系統。見圖2。

1）方案二從九采煤倉以西21 m處向北布置一條膠帶運輸大巷，并與西翼二部膠帶運輸大巷貫通。巷道全長4 171 m。其中煤巷2 325 m，巖巷1 846 m。最大坡度5°，安裝兩部膠帶運輸（與方案一第一條膠帶運輸大巷相同）。

圖1 主運輸系統改造方案一簡圖

2）由于南翼膠帶運輸能力500萬t/a，而現有的西翼主運膠帶運輸大巷的最大運輸能力300萬t/a，故西翼第一部膠帶及第二部膠帶能力不能滿足運輸要求，需要重新選型更換。再者現有井底煤倉（有效高度52 m，直徑8 m）容量2.6 kt，不能滿足容量要求，方案二將現有的井底煤倉由原來的8 m直徑刷大到10 m直徑，煤倉容量提升到4.1 kt，以滿足新增煤量對煤倉容積的要求。

3.3 方案的比選

1）技術比選：方案一的優點為系統相對獨立，它與現有運輸系統互不干擾，煤倉容量大；缺點為工程量大，改造工期長。方案二的優點為系統簡單，工程量較小，少布置一條膠帶運輸大巷、一個配電硐室和一個煤倉，并能有效利用原巷道；缺點為主運輸系統依賴于原西翼主運一部和二部膠帶，需重新更換一部和二部膠帶，并且原有煤倉需直徑要刷大到10 m，影響西翼膠帶運輸時間3個月，影響產量72.5萬t。另外，一旦西翼一部或二部皮帶出現故障，會造成+470水平停產，對礦造成較大影響。

2）經濟比選：經過技術經濟比較，確定選擇方案一。

4 結束語

經過對主運系統的改造，實現了煤炭從回采工作面到地面的連續運輸，提高了主運系統的能力，同時由于原南翼運輸巷只擔負礦井輔助運輸，不僅提升了輔助運輸的能力，也為礦井的安全生產提供了保證。

[1]國家煤礦安全監察局.煤礦安全規程[M].北京：煤炭工業出版社，2011.