掘進后輔助運料系統的優化設計研究

勾 宇

（山西潞安集團溫莊煤業公司，山西 長治 046308）

1 概況

山西潞安溫莊煤業公司位于山西省武鄉縣蟠龍鎮溫莊村，由潞安集團與武鄉縣溫莊聯營煤礦兼并重組而成。原礦井可采儲量3007.8萬t，服務年限17.9年，產能1.2Mt/a。

從2014年3月煤礦完成技改工作以來，煤礦上下山掘進工作面的矸石運輸全部采用P-30B型耙裝機+MG1.1-6型箱式礦車+調度絞車的輔助運料系統來實現。在實際工作中，該運輸方式的運輸能力有限，時常因礦車供應數量而影響工作面的掘進進尺。在運輸過程中，需要頻繁摘掛滑頭，大大增加了工人的工作量，增加了安全隱患。另外，耙裝機+ 箱式礦車+調度絞車的軌道運輸方式，其運輸環節過長，用工多，效率比較低下。

針對輔助運輸存在的問題和缺點，為提高掘進進尺，決定對其進行技術改造和優化，實現掘進工作面連續作業。

2 掘進后配套新型輔助運輸系統的設計方案研究

煤礦技改工作人員與輔助動料工作人員共同組建了潞安溫莊煤業公司掘進后配套輔助運輸系統技術研究項目組。項目組成員經過充分調查研究工作現場的情況，再根據煤礦生產接續排列和運輸系統實際情況，在大量的理論分析后，對原有的輔助運料系統進行了優化設計。在新的優化設計方案中用臨時移動式矸石倉來進行運輸的轉載和緩沖，同時利用超大容量礦車替換以往的1t礦車來進行排矸，其目的在于把機械設備的潛能與工作效率發揮到最大，為掘進工作面的連續作業提供了基礎，是煤礦實現高效增產的又一途徑。

2.1 無極繩絞車運輸方式的應用實踐

設計采用無極繩絞車的運輸方式來作為15103皮順掘進工作面的輔助運料系統。根據無極繩絞車的施工要求，一般是將其安裝在風道外部的無級繩絞車硐室，整個布局采用的是平行布局方式。一般采用懸空打線垂線墜定位技術來確保定位的精準性。15103皮順掘進工作面無極繩絞車的布置圖如圖1所示。在施工安裝過程中各設備都采用混凝土基礎螺栓穩固，否則會因為位置誤差影響其使用壽命。

圖1 無極繩絞車硐室設備布置平面圖

2.2 上下山大傾角皮帶運矸方式的實踐應用

該大傾角皮帶運矸是采用新型矸石儲存和轉運技術，在巷道一側安裝皮帶運送矸石、物料，同時在巷道另一側安裝單向架空乘人裝置，在運人的同時鋼筋、錨桿、工具等物料使用懸掛索筐實現機械運輸，同時也解決了人與設備無法在迎頭上下山的過程中進行運輸的問題。潞安溫莊煤礦15103掘進工作面-1100m皮帶井巷道的設計情況：長度960m，寬度3.8m，高度3m，斷面14.6m2，坡度23.5°，下山掘進。在其下山中安裝了皮帶+猴車運輸系統。在開始施工階段，修建一個Φ5m，高度7.7m，容積150m3的矸石倉，采用SJJ-125×2皮帶機進行帶動，矸石經扒裝機到皮帶后再進入上頭矸石倉；矸石倉下采用1t標準礦車接車，然后通過電瓶車、電機車調出。另外還需要在軌道側邊增加猴車來實現三合一運輸，主要是為了加快15103掘進工作面的掘進速度。

2.3 上下山大型內齒輪絞車+底卸式礦車+矸石倉運輸方式的應用

15103掘進工作面上下山采用90kW內齒輪絞車牽引3m3底卸式礦車，通過矸石倉轉載至平巷1t礦車運輸，取代傳統小絞車運輸，并研制應用底（側）卸式礦車制動器，解決防跑車難題。MCCZ3-6/6型礦用側卸式礦車可以隨處卸載，不需要專門設立卸載站，節約了運輸的中間環節，另外在斜巷線路上還設有插爪制動器，可以自動地插入枕木，降低了運輸中跑車事故發生的概率。在十三層軌道上山掘進施工中使用MD2.2～3型雙底卸式礦車運輸矸石，在斜巷片口安裝底卸式礦車卸載站，建設矸石倉，矸石裝入底卸式礦車經卸載站自動卸載至矸石倉內，再經耙裝機運至地面矸石山，大大節約了提升時間，提高了運輸效率。

3 應用效果及效益分析

潞安溫莊煤業15103掘進工作面采用優化后的輔助運料系統后，有效地配合了煤礦的運輸系統來完成整個運輸任務，從而保障了煤礦15103工作面的掘進運輸效率，這對于煤礦的整體運行是非常有利的。新的輔助運輸系統的成功應用，一方面保障了運輸的效率和安全性，同時也解決了人與設備無法在迎頭上下山的過程中進行運輸的問題；另一方面，該輔助運輸系統實現了從掘進工作面到采煤工作面的一次成巷，大大優化了整個掘進及開采流程，縮短了準備時間，該輔助運輸系統節約了施工期間設備與人員的投入，降低了其運行的成本，找到了另一條降低煤礦開采成本的途徑。

4 推廣與應用

本次15103工作面掘進后配套新型輔助運輸系統的優化改造設計方案的實踐應用效果較好，同時也得到了集團公司技改專家的認可，一致同意其在本煤礦15102、15105等掘進工作面進行推廣應用，其中15102工作面使用挖斗裝載機+梭式礦車+轉載皮帶機+梭車運輸方式，提出了掘進水平與正規循環率，達到月均進480m，正規循環率90%以上。15105工作面采用側卸式裝巖機+梭式礦車+電瓶車配套使用，為掘進工作面的速度提升提供基礎。

5 結語

對潞安溫莊煤業15103工作面掘進后配套新型輔助運輸系統進行了優化設計，主要是基于無極繩絞車運輸方式的應用、上下山大傾角皮帶運矸方式的應用、上下山大型內齒輪絞車+底卸式礦車+矸石倉運輸方式的應用，整體有效地配合煤礦的運輸系統來完成整個運輸任務，從而保障了煤礦15103工作面的掘進運輸效率，對于煤礦的整體運行非常有利，有著顯著的社會效益和經濟效益。