龐龐塔煤礦輔助運輸巷道安全避險設施的設計

丁大明

（霍州煤電集團呂臨能化煤電綜合項目部，山西 呂梁 033200）

1 工程概況

呂臨能化公司龐龐塔煤礦位于離柳礦區的臨縣，設計生產能力為1000萬t/a，輔助運輸承擔著開采設備、材料、人員等運輸任務。礦井機械化程度高，礦井輔助運輸系統由一號、二號副斜井、一水平7號煤南翼北翼輔助運輸大巷、12采區輔助運輸上山、二水平13號煤輔助運輸大巷和22采區輔助運輸上山以及各采煤工作面輔助運輸巷道、各掘進工作面巷道組成。礦井輔助運輸采用無軌膠輪車從一號副斜井下井、二號副斜井出井的方式。一號副斜井井筒長度為2914m，傾角為5.8°；二號副斜井井筒長度為2943m，傾角為5.8°～6°；12采區輔助運輸上山傾角為5.2°～6.8°，長度為3500m；22采區輔助運輸上山傾角為5.5°，長度為3460m；其他輔助運輸巷道傾角一般約為0～1°。無軌膠輪車在此類型路段行駛時極易發生打滑、制動失靈、碰撞等事故。

對于煤礦井下無軌膠輪車事故應急處理沒有詳細的規定，安全技術措施主要是針對車輛制動系統性能本身進行研究，對于無軌膠輪車強制避險的安全技術及相應的防范措施研究的少。以龐龐塔煤礦井下大坡度長距離輔助運輸為案例，進行了無軌膠輪車強制避險設施的研究，主要是從應急車道、緩沖墻、防滑槽和相關安全警示標志提出了具體的方案，實踐應用效果良好。

2 煤礦井下輔助運輸安全避險設施分析

2.1 輔助運輸安全避險設施

輔助運輸安全避險設施是設置在礦井大坡度長距離巷道危險路段內、能夠給運輸設備提供緊急避險需求的安全設施，能夠有效降低車輛損壞，避免運輸事故的發生。

2.2 大坡度長距離輔助運輸巷道安全避險分析

無軌膠輪車在大坡度長距離運輸巷道內行駛時，其重力勢能轉化為動能，車輛在不考慮摩擦阻力和風阻的情況下，速度增加 （其中，g為重力加速度，△h為巷道的高度差）。根據現場實際測定，龐龐塔煤礦一號副斜井坑口水平高度為+937m，7#煤石門水平高度為+748m，這段巷道運輸距離為2914m，在空擋的情況下，車輛運行到8#煤石門時速度達到208.8km/h。

在大坡度長距離的運輸巷道中沒有相關安全避險設施，對礦井安全具有重大的考驗。根據國家及公司井下無軌膠輪車安全運行管理規定，龐龐塔煤礦無軌膠輪車在井下巷道中行駛最高速度為20km/h，在彎道、岔口時車輛運行速度為5km/h。基于以上分析，該礦的無軌膠輪車在運行過程中，必須要設置車輛安全避險設施，保障失控車輛的安全避險。

3 應急避險設施設置方案分析

3.1 應急車道的設計

參照高速公路緊急避險車道工程經驗，在大坡度長距離巷道拐彎處宜設置應急車道。應急車道入口巷道斷面與行車大巷斷面相同，呈下坡式。為保證通風質量，應急車道深度不超過6m，巷道底部及兩側應布置減速沙袋，巷道底板應設置成減速路面，使車輛能夠充分釋放動能，減少損失。應急車道位置附近設置警示標志。應急車道見圖1。

圖1 應急車道示意圖

13采區輔助運輸大巷沿7號煤偽斜折返布置在白家溝村莊保護煤柱和上山保護煤柱之間，巷道呈“S”形，巷道長約為3200m，坡度為5.8°。設計施工應急車道1個。

3.2 緩沖墻的設計

在不滿足應急車道實施條件時，一般設置緩沖墻（圖2）。緩沖墻由沙袋按照一定順序堆累組成。緩沖墻上覆蓋一層舊皮帶，減少無軌膠輪車日常會車中對緩沖墻的剮蹭損壞。緩沖墻設置在無軌膠輪車下行方向的右側。緩沖墻設置規格見表1。

1#副斜井0～2914m處平均坡度為5.8°，施工緩沖墻58組；12采區輔助運輸大巷0～3500m處平均坡度為6°，施工緩沖墻35組；22采區輔助運輸大巷長為3460m，平均坡度為5.5°，施工緩沖墻34組。

表1 緩沖墻設置規格

圖2 緩沖墻結構示意圖

3.3 防滑槽

為防止無軌膠輪車行駛中輪胎打滑，在巷道局部坡度大（大于8°）的地方根據礦井實際情況設置防滑槽。施工要求：在巷道路面進行掏槽，掏槽規格為30mm×30mm（寬×深），掏槽長度應與巷道相同，防滑槽間距為500mm。

在12采區輔助運輸大巷1200～1300m處最大局部坡度達到13°，施工防滑槽1個；22采區輔助運輸大巷2100～2200m處局部坡度達到9°，施工防滑槽1個。

3.4 安全警示標志

在12采區、22采區井下巷道交叉口、彎道處、大巷沿線、特殊硐室懸掛提醒司機和行人的安全警示標志。標志必須醒目明亮，能夠清晰地進行辨識。

3.5 施工要求

（1）安全避險設施必須指定專人進行定期維護，防止日常膠輪車對安全避險設施的剮蹭、損壞，有安全隱患必須及時進行維護和管理。

（2）在安全避險設施前50m設置提前預告標志，并在防撞設施處設置醒目、明顯的反光標識。

4 實踐應用效果

龐龐塔煤礦根據現場實際情況，通過近3個月的施工，至2018年1月已按大坡度長距離輔助運輸巷道安全避險設施的設計方案完成了施工作業，經驗收合格可以使用。從2018年1月至今，龐龐塔煤礦沒有發生因為車輛失控避險不及時而導致的碰撞安全事故，輔助運輸巷道安全避險設施的設計有效地防控了車輛事故，保障了輔助運輸的穩定性和安全性，有效提高了輔助運輸效率。

5 結語

通過對大坡度長距離巷道的理論分析和輔助運輸線路實地考察，從應急車道、緩沖墻、防滑槽和相關安全警示標志4個方面進行了安全避險設施的設計并按要求完成施工。有效地防控了車輛事故的發生，保障了輔助運輸的穩定性和安全性。