半煤巖巷炮掘施工運輸系統的優化

張春城

摘 要：為盡早形成十一采區的通風系統，減少礦井串風的時間，該礦決定由開拓區在集中運輸巷炮掘施工半煤巖巷。為了提高生產效率，減少煤炭資源的損失，對掘進中的運輸系統進行了優化。利用三噸底卸式礦車和碴倉的形式運煤，利用軌道運料。同時將耙巖機進行了改造。現場應用表明，優化后的運輸系統不僅效率高，而且還大大降低了運輸事故的發生。

關鍵詞：半煤巖巷 巖巷 碴倉 運輸系統 底卸式礦車

中圖分類號：TD4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（a）-0106-02

1 工程概況

1.1 地質概況

十一采區位于礦井東南部，東至井田邊界，南至井田邊界，西至F9斷層，北至工業廣場保護煤柱，與四六采區相鄰。采區內可采煤層為1#和2#，其中1#煤層厚度0.26～2.26 m，一般0.82～1.46 m，平均1.19 m。煤層老頂為粉細砂巖互層，均厚30.4 m，由灰～灰黑色中厚層狀粉砂巖與灰色薄～中厚層狀細砂巖互層組成，上部含鋁土質，局部有紫色小斑紋及細小鮞粒結構；下部含植物化石碎片；直接頂為粉細砂巖互層，均厚14.9 m，灰黑色，中厚層狀粉砂巖與灰～灰白色薄～中厚層狀細砂巖互層，層厚不穩定，局部相變為粉砂巖或細砂巖；直接底為粉砂巖，均厚6.75 m，灰黑色，致密，堅硬，夾灰色細砂巖條帶；老底為粉砂巖，均厚4.2 m，深灰～灰黑色，中厚層狀，夾細砂巖條帶，水平層理。

十一采區集中運輸巷位于采區北部，采區內的1#和2#煤通過集中運輸巷到達九運下山進入九采煤倉。

1.2 生產條件

十一采區集中運輸巷為半圓拱形斷面，凈規格為4.2 m×3.4 m（寬×巷中高），沿1#煤層頂板掘進，錨噴支護，噴厚120 mm；錨桿為Φ22L2000 mm左旋螺紋鋼強力錨桿，配一卷Z2360和一卷Z2345樹脂藥卷全長錨固，間排距為800m×800 mm。巷道沿1#煤頂板掘進，不遇地質構造嚴禁破頂。

當前該礦巖巷掘進采用的是以耙斗式裝載機為主的鉆眼爆破掘進作業線，耙巖機型號為P-60B型，耙斗容積為0.6 m3，耙裝能力為70～105 m3/h，半煤巖巷掘進采用的是正向裝藥結構。炮眼布置如圖1所示。

2 碴倉設計

2.1 碴倉的容積

其中：V 為碴倉容積；B 為巷道掘進寬度，取4.44 m；H 為巷道掘進高度，取3.52 m；K 為碎脹系數，巷道掘進中主要是煤和砂巖，取1.4；L為巷道進尺，兩個循環的進尺，取3.2 m，r 為備用系數，取1.1。

這樣計算可得碴倉的容量不得小于66.53 m3。因此，碴倉的規格為24m×2 mm×1.5 m（長×寬×深），容量為72 m3>65.42 m3，能夠滿足生產要求，碴倉位置如圖2所示。

2.2 碴倉的支護

碴倉處的巷道斷面如圖3所示，靠近巷幫側采用錨噴支護，錨桿為Φ16L1850 mm普通圓鋼，配一卷Z2360樹脂藥卷加長錨固，間排距均為800 mm；碴倉另一側采用12#礦用工字鋼支護，排距為1.5 m，工字鋼長度為2.9 m，深入底板300 mm，高出巷道底板1.1 m。兩端的兩根和中間的一根工字鋼，上部焊接200 mm×300 mm×10 mm（長×寬×厚）的鋼板，通過鋼板上的兩個Φ26的圓孔利用采用Φ22L2000 mm左旋螺紋鋼強力錨桿配兩卷Z2360樹脂藥卷與頂板固定。最后在每兩根工字鋼之間用木板密排，木板規格為1500 mm×300 mm×90 mm（長×寬×厚）。

3 耙巖機改造

現場采用的P-60B型耙斗式裝巖機高度為1.3 m，對應的中間槽及連接槽的長度為2 m，只能適應一噸罐的需求。為了保證滿足利用耙巖機裝載三噸底卸式礦車的需求，將P-60B型耙巖機進行了改造。

耙斗容量為0.6 m ，耙裝能力為70～105 m3/h，如果裝一噸罐，則每次只能裝兩個，每班裝30個左右，速度慢、效率低，而且一噸罐只能上矸石山，其中的煤炭資源不能回收，造成浪費。因此為了將其中的1#煤回收，對耙巖機進行改造，使其能配合三噸底卸式礦車使用。具體改造為把耙巖機加高到1.8 m，同時將卸載槽和中間槽之間的連接槽加長了2 m，使耙巖機改造后和三噸罐相匹配，這樣使用三噸罐裝渣，一次裝一個。三噸罐和一噸罐相比容渣量比一噸罐多4倍，裝一個三噸罐相當于裝4個一噸罐，增加了出渣量。裝滿煤矸的三噸罐由運輸區拉到煤倉直接放到煤倉，進入該礦洗選系統，回收了煤炭資源。

4 現場應用

4.1 運煤運料系統

十一采區集中運輸巷下山煤巷段掘進過程中利用兩臺P-60B型耙斗式裝巖機、一部SD-80膠帶輸送機以及三噸底卸式礦車等組成。

其出煤線路為迎頭1#煤→P-60B型耙斗裝巖機→SD-80膠帶輸送機→碴倉→經過改造的P-60B型耙斗裝巖機→三噸底卸式礦車→電機車運至緩沖倉進入主井皮帶。

迎頭所需要的物料由電機車經十一采區軌道石門到達集中運輸巷坡頭，然后利用絞車經軌道運至掘進頭。

4.2 應用效果

開拓區在十一采區集中運輸巷采用經過改進的出煤系統之后，生產效率大大提高，到巷道貫通時，共掘進約250 m，歷時兩個月的時間。月平均進尺125 m，保證了巷道的提前貫通，為十一采區軌道石門的掘進形成了完整的通風系統。

5 結語

煤巷及半煤巖巷一般采用綜掘機掘進。在十一采區集中運輸巷的掘進中，為了盡早形成通風系統，減少設備搬家倒面的次數，決定由開拓區炮掘。通過對運輸系統的優化，形成了迎頭耙巖機→膠帶輸送機→碴倉→耙巖機→三噸底卸式礦車→煤倉的出煤系統，而運料通過巷道中的軌道進行，這樣實現了運煤和運料的分離，不僅減少了煤炭資源的損失，而且提高了生產效率，是炮掘半煤巖巷的一次有益探索與實踐。

參考文獻

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