儲矸倉在快速掘進中的分析與應用

陳小軍

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司， 山西 呂梁 033102）

1 木瓜煤礦S10-1011 巷概況

霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司木瓜煤礦S10-1011 巷設計長度為1 817.4 m，根據巷道圍巖力學性質及用途，確定巷道斷面形狀為矩形，毛寬5 600 mm，凈寬5 400 mm，毛高4 100 mm，凈高4 000 mm，班循環進尺為2 000 mm。系統巷設計長度總計133.5 m，其中回風系統巷道80.5 m，運輸聯巷50.3 m。工作面位于南區左翼下組煤準備大巷南側，上部為實體煤巖層，以北為南區左翼下組煤準備大巷，以南為實體煤，掘進末端接近礦井井田邊界，以西為實體煤，以東為實體煤。S10-1011 巷工作面標高范圍在+858～+888 m，地面標高范圍+1 033～+1 190 m，蓋山厚度為187～270 m。S10-1011 巷布置在石炭系下統太原組的9 號與10 號煤合并層中，9 號煤層厚度為3.85～4.15 m，平均厚度4 m，10 號煤層厚度為1.4～1.52 m，平均厚度1.46 m，9 號煤與10 號煤層夾矸厚度為0.5～0.88 m，平均厚度0.69 m，傾角5°～9°，平均7°，煤巖層賦存較穩定。

2 原掘進割、裝、運工藝流程及存在問題

2.1 割、裝、運工藝流程

采用綜掘機進行割煤→由鏟板裝煤上一運溜子→一二運皮帶→10-1011 巷一部皮帶機→二部皮帶→二盤區一部皮帶→二盤區二部皮帶→采區皮帶→主斜井強力皮帶。

2.2 存在的問題

礦井銜接緊張，出矸系統相對復雜，掘進任務壓力較大，各隊組在主線皮帶開啟時間段都急于出矸，同時間內排矸量大，造成主線皮帶經常性灑煤、斷帶、超負荷等故障，外加上級單位檢查停機嚴重影響排矸正常掘進，從而出矸困難成為制約木瓜煤礦單進水平的突出問題；在掘進過程中當不能正常出矸時，工人常將矸石通過人工搬運至巷道迎頭兩幫，勞動強度大、效率低、安全系數低，常有因搬運矸石造成工人磕碰現象；正規循環率低于30%，月進80 m左右；礦井考核力度大、工人工資水平偏低，掘進隊伍員工流失嚴重。

2.3 常規性解決辦法

分階段性分隊組進行排矸；每天在檢修班安排專門的檢修隊伍對沿線皮帶進行檢修維護，安排一支專門的掘進隊組對沿線皮帶進行清理；加大檢修維護考核力度。

通過增加人員隊伍，加大考核力度的方法對解決此問題治本未治根，雖然有點效果，但不是很明顯，排矸困難問題一直以來困擾木瓜煤礦掘進，影響單進水平的提高。

3 深化解決方案

3.1 問題研究及探討

針對以上問題，木瓜煤礦經常組織工程技術人員開研討會，安排外出參觀考察學習，但無果。經過多次研討最后研究設計了儲矸倉新理念。儲矸倉由采面淘汰的機架、刮板及大鏈、電機逆止裝置、10 cm厚的鋼板組成[1]。儲矸倉規格（長×寬×高）：16 270 mm×1 760 mm×1 700 mm，儲矸量理論計算約72 t，實際儲矸量約65 t。巷道斷面形狀為矩形，毛寬5 600 mm，凈寬5 400 mm，毛高4 100 mm，凈高4 000 mm，班循環進尺為2 000 mm，一個循環煤量約56 t。

3.2 儲矸倉先期設計及應用機理

儲矸倉的儲矸量及寬度長度可結合掘進工作面當班的正規循環出矸量進行靈活應用設計，由礦生產科進行設計儲量、寬度、長度繪圖，機電科配合設計提供合理的電機，最后由礦機分廠進行加工調試運行[2]。

儲矸倉應用理論：將儲矸倉安置于靠近工作面的排矸運輸系統中，當工作面出矸時通過遙控點動開起儲矸倉，將矸石由儲矸倉機尾向機頭運輸的過程進行儲矸，因儲矸倉安裝于靠近工作面的運輸系統中[3]，所以儲矸倉外圍沿線運輸系統的開啟與否不會影響工作面的排矸。儲矸倉的應用很好地解決了排矸困難影響掘進的問題。

3.3 儲矸倉的進一步優化

先期儲矸倉只適合安裝于靠近工作面皮帶機頭，為固定式安裝，儲矸時由于工作面皮帶隨著掘進距離不斷延長，造成儲矸時與工作面溝通不夠靈活，后期通過應用進一步優化為可移動式儲矸倉，即在儲矸倉底加裝兩部履帶電機牽引行走移動，機頭機尾各一部履帶，木瓜煤礦稱其為可移動儲矸倉，見圖1。

圖1 移動儲矸倉圖

3.4 儲矸倉的應用

當掘進工作面為近水平煤層時，可將儲矸倉安裝于工作面皮帶機尾及綜掘機之間，儲矸時方便與工作面聯系溝通，電機牽引履帶行走，跟隨綜掘機前移，更有利于儲矸倉的應用，其次將儲矸倉與皮帶機尾通過油缸連接，在工作面延伸皮帶時由儲矸倉提供動力拉動工作面皮帶機尾從而進行工作面皮帶的延伸。原先綜掘機利用鋼絲繩拉拽膠帶輸送機機尾存在一定的安全隱患，需要掛繩、拆繩、機尾固定、調整等工藝流程繁瑣[4]。單次延長皮帶時間由30 min縮短為10 min，進一步提高了掘進效率，見圖2。

當工作面傾角大于18°時，將儲矸倉安裝于工作面皮帶機頭前進行儲矸，見圖3。

4 儲矸倉的推廣應用

圖2 近水平煤層時儲矸倉位置圖

圖3 煤層傾角大于18°時儲矸倉位置圖

儲矸倉在木瓜煤礦掘進工作面已成功應用兩年，成為掘進工作面的必要裝備，因其具有成本低、材料便于尋找、故障少、可重復利用的特點，成功地解決了出矸困難影響單進的問題，對于出矸影響單進的礦井儲矸倉有很好的推廣使用價值。

5 結語

掘進工作面通過儲矸倉的投入使用，隊組分時間段進行出矸，措施得力，隊組不再為排矸發愁著急，當沿線皮帶無法排矸時可以利用本工作面的儲矸倉進行儲矸。儲矸倉的投入使用首先很好地解決了出矸困難影響單進的問題，正規循環率由原來的30%提高到80%以上，月進由80 m 提高到200 m；其次減輕了人員搬運矸石至巷幫的勞動強度，減少了員工因搬運矸石造成的磕碰；最后，儲矸倉減少了沿線的皮帶故障，減輕了維運隊員工的勞動強度及人員數量，真正起到了減人提效的目的，為木瓜煤礦掘進工作面的高效高產提供保障。