掘進運輸系統優化設計論文

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1工程概況

375m水平南翼膠帶運輸斜巷設計長度為684m，坡度為10.5°上山，開口處底板標高為－499.7m。－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷下部巷道分別為－375m南翼帶式輸送機機頭硐室，南翼煤倉上口通風行人巷、南翼第七聯絡巷。如圖1所示。圖1巷道平面布置圖－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷開工時間較晚，且工作面運輸需經過南翼第七聯絡巷、南翼煤倉上口通風行人巷、－375m水平南翼帶式輸送機機頭硐室，運輸路線較復雜且需經過二級斜巷運輸。隨著巷道不斷向前掘進，該運輸路線不斷加長，如果采用傳統的礦車提升運輸矸石和物料，運輸系統不能滿足生產的需求，必然成為巷道上山掘進的瓶頸環節。

2排矸運輸系統

分析結合－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷實際情況，排矸運輸系統有2套方案:①軌道運輸排矸系統;②輸送帶運輸排矸系統。

2.1軌道運輸排矸系統采用軌道運輸出矸時，需經南翼煤倉上口通風行人巷25°斜巷及－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷兩條斜巷運輸。采用軌道運輸的掘進工作面的坡度、涌水量等因素一般不會對運輸效率造成大的影響，但有許多不可克服的缺點:(1)運輸效率低軌道運輸是一種間斷不連續運輸，其運輸能力取決于每次提升的串車數量、車輛在斜巷的運行時間、裝載時間及車輛在車場的摘掛鉤時間。軌道運輸系統的運輸效率有其先天缺陷，且較難克服。當巷道掘進長度在300m以下時基本能滿足掘進需要，當掘進長度在300m以上時，根據新橋礦上山掘進軌道運輸的使用經驗，掘進長度每增加150m，每次運輸時間會增加5min。(2)安全系數低采用絞車進行倒拉提升時，必須時刻確保絞車、鋼絲繩、回頭滑輪、鉤頭、保險繩、礦車連接的銷子及鏈環完好，否則極易出現“跑車”事故，造成較大安全隱患。且巷道掘進長度的增加，軌道及鋼絲繩長度增加，安全系數也越來越低。(3)操作人員多、勞動強度大－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷采用軌道運輸時還另需經過南翼煤倉上口通風行人巷2級斜巷運輸，2條斜巷運輸需配備6人，且僅兩條斜巷之間人力推車距離達120m，還需配備2名推車工。運輸輔助工達8人，不僅勞動強度大，且人均功效低。

2.2輸送帶運輸排矸系統用輸送帶運輸出矸時，必須在機頭硐室內施工一溜矸小井，工作面矸石通過帶式輸送機運送至溜矸小井處并經溜矸小井溜至－550m水平南翼輸送帶運輸大巷內后方可運走。采用輸送帶運輸能有效解決軌道運輸存在的各種不足，主要體現在以下幾個方面:

(1)運輸效率高輸送帶運輸是一種連續不間斷的運輸，其運輸能力只取決于所安裝的帶式輸送機的運輸能力及工作面裝載設備的裝載速度，不受巷道長度等其他因素的影響，也不存在兩條斜巷提升的問題，運輸效率高。

(2)安全系數高采用輸送帶運輸不存在斜巷軌道運輸時的種種安全隱患，且－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷坡度只有10.5°，也不存在輸送帶運輸撒矸傷人的隱患，安全系數高。

(3)操作人員少、勞動效率高南翼煤倉硐室內的溜矸小井施工完畢后，采用帶式輸送機出矸時只需配備1名帶式輸送機司機，溜矸小井下口配備2名出矸人員即可，且不存在人力推車和摘掛鉤等工作，操作人員勞動強度小。通過上述分析可知，采用輸送帶運輸有較大的優越性，但前提是必須在機頭硐室內施工配套的溜矸小井。溜矸小井直徑達到1.2m即可滿足出矸需要，施工工期不長，且溜矸小井在后期施工南翼煤倉時亦可作為排矸井使用。綜合考慮，決定采用溜矸小井配合帶式輸送機運輸組成工作面的排矸運輸系統。

3物料運輸系統

分析采用溜矸小井配合帶式輸送機運輸組成工作面的排矸運輸系統后，－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷物料運輸有2種運輸方案，即可通過帶式輸送機底輸送帶運送;或在巷道中鋪設軌道進行軌道運輸，即采用絞車及回頭滑輪進行倒拉提升運送。采用帶式輸送機底輸送帶運料的安全系數較低，運送的物料易撒落或撞壞輸送帶架、刮壞輸送帶，當底輸送帶出現跑偏時這種現象尤為嚴重，現存在較大安全隱患。當采用底輸送帶運送噴漿料時，在裝料點額外增加了一道卸料工序，勞動強度大;噴漿料沿途運送時極易撒落，造成材料浪費及文明施工管理困難，且帶式輸送機尾清掃器難以將噴漿料清掃干凈，對輸送帶的損傷極大。同時底輸送帶運輸對材料的尺寸、重量有較多限制，尺寸超標及超重的大件材料需人工運送至工作面，勞動強度大，效率低，因此，帶式輸送機底輸送帶運料方案不予采用。采用軌道運輸時可避免底輸送帶運輸易出現的問題，且因物料運量少，不存在運輸效率制約、安全系數低及占用施工人員的問題。故工作面物料的運輸方式選擇為軌道運輸。在變坡點位置安裝1部JD－4型絞車，在耙矸機后安裝回頭滑輪進行倒拉提升運送，如位置圖2所示。掘進前期采用21.5mm鋼絲繩;當巷道掘進長度增加，采用21.5mm鋼絲繩導致絞車纏繩量超標時，更換18.5mm鋼絲繩并相應減少提升的串車數量，滿足整條巷道掘

4巖巷上山掘進運輸系統

通過上述對排矸及物料運輸系統的分析，即可確定－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷上山掘進運輸系統。根據－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷掘進所需匹配的運輸能力，結合巷道寬度，選用1臺輸送帶寬度為1m、DSJ100/63/2×90型帶式輸送機，機頭硐室內施工配套的直徑1.2m溜矸小井。掘進期間在斜巷內鋪設軌道，在斜巷起坡點位置安裝1部JD－4型絞車，在工作面裝載設備后方安裝回頭滑輪，通過絞車、鋼絲繩、回頭滑輪進行倒拉提升將礦車牽引至工作面。隨工作面的延伸而不斷往前鋪設軌道并移動回頭滑輪。上山掘進運輸系統由1部帶式輸送機、2臺耙矸機、1部絞車及附屬的軌道、鋼絲繩、溜矸小井等組成。如圖3所示。圖3巖巷上山掘進運輸系統示意圖1.輸送帶2.－375m水平南翼帶式輸送機機頭硐室3.－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷4、5.耙矸機6.溜矸小井7.－550m水平南翼輸送帶運輸巷矸石或雜物采用工作面安裝的1部P－60B型耙矸機裝載至巷道內安裝的1部DSJ100/63/2×90型帶式輸送機上，經帶式輸送機運輸至機頭硐室內的溜矸小井處，通過溜矸小井溜至－550m水平南翼輸送帶運輸大巷內，再由－550m水平南翼輸送帶運輸大巷內安裝的1部P－60B型耙矸機裝載至礦車中。通過5t蓄電池式電機車將矸車運至－550m水平南翼軌道運輸大巷內，由運輸隊運至井底車場后提升至地面。物料車或工具車從南翼第七聯絡巷口處的－550m水平南翼軌道運輸大巷，通過5t蓄電池式電機車運至南翼煤倉上口通風行人巷下平臺，再經南翼煤倉上口通風行人巷絞車硐室內安裝的1部JYB－5×1.40型運輸絞車提升至上平臺，然后通過人力推車運至－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷變坡點處，通過－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷信號硐室處安裝的JD－4型運輸絞車提升至工作面。該運輸系統與傳統的巖巷掘進軌道運輸系統相比，在安全性、生產效率和工效都有了較大的提高。該套系統各項設備的搭配充分發揮了設備的各自優點，保證了工作面安全高效快速掘進。

5結論

巖巷上山掘進運輸系統的研究與應用，為－375m水平南翼輸送帶運輸斜巷的安全高效快速掘進提供了有力保障，很好地解決了新橋煤礦巖巷上山掘進運輸的難題。該套系統可以成功地應用在坡度不大、涌水量較小的巖巷下上山的施工中，具有一定的推廣價值。

作者：董開封單位：永煤集團股份有限公司