掘进运输系统优化设计论文

1工程概况

375m水平南翼胶带运输斜巷设计长度为684m，坡度为10.5°上山，开口处底板标高为－499.7m。－375m水平南翼输送带运输斜巷下部巷道分别为－375m南翼带式输送机机头硐室，南翼煤仓上口通风行人巷、南翼第七联络巷。如图1所示。图1巷道平面布置图－375m水平南翼输送带运输斜巷开工时间较晚，且工作面运输需经过南翼第七联络巷、南翼煤仓上口通风行人巷、－375m水平南翼带式输送机机头硐室，运输路线较复杂且需经过二级斜巷运输。随着巷道不断向前掘进，该运输路线不断加长，如果采用传统的矿车提升运输矸石和物料，运输系统不能满足生产的需求，必然成为巷道上山掘进的瓶颈环节。

2排矸运输系统

分析结合－375m水平南翼输送带运输斜巷实际情况，排矸运输系统有2套方案:①轨道运输排矸系统;②输送带运输排矸系统。

2.1轨道运输排矸系统采用轨道运输出矸时，需经南翼煤仓上口通风行人巷25°斜巷及－375m水平南翼输送带运输斜巷两条斜巷运输。采用轨道运输的掘进工作面的坡度、涌水量等因素一般不会对运输效率造成大的影响，但有许多不可克服的缺点:(1)运输效率低轨道运输是一种间断不连续运输，其运输能力取决于每次提升的串车数量、车辆在斜巷的运行时间、装载时间及车辆在车场的摘挂钩时间。轨道运输系统的运输效率有其先天缺陷，且较难克服。当巷道掘进长度在300m以下时基本能满足掘进需要，当掘进长度在300m以上时，根据新桥矿上山掘进轨道运输的使用经验，掘进长度每增加150m，每次运输时间会增加5min。(2)安全系数低采用绞车进行倒拉提升时，必须时刻确保绞车、钢丝绳、回头滑轮、钩头、保险绳、矿车连接的销子及链环完好，否则极易出现“跑车”事故，造成较大安全隐患。且巷道掘进长度的增加，轨道及钢丝绳长度增加，安全系数也越来越低。(3)操作人员多、劳动强度大－375m水平南翼输送带运输斜巷采用轨道运输时还另需经过南翼煤仓上口通风行人巷2级斜巷运输，2条斜巷运输需配备6人，且仅两条斜巷之间人力推车距离达120m，还需配备2名推车工。运输辅助工达8人，不仅劳动强度大，且人均功效低。

2.2输送带运输排矸系统用输送带运输出矸时，必须在机头硐室内施工一溜矸小井，工作面矸石通过带式输送机运送至溜矸小井处并经溜矸小井溜至－550m水平南翼输送带运输大巷内后方可运走。采用输送带运输能有效解决轨道运输存在的各种不足，主要体现在以下几个方面:

(1)运输效率高输送带运输是一种连续不间断的运输，其运输能力只取决于所安装的带式输送机的运输能力及工作面装载设备的装载速度，不受巷道长度等其他因素的影响，也不存在两条斜巷提升的问题，运输效率高。

(2)安全系数高采用输送带运输不存在斜巷轨道运输时的种种安全隐患，且－375m水平南翼输送带运输斜巷坡度只有10.5°，也不存在输送带运输撒矸伤人的隐患，安全系数高。

(3)操作人员少、劳动效率高南翼煤仓硐室内的溜矸小井施工完毕后，采用带式输送机出矸时只需配备1名带式输送机司机，溜矸小井下口配备2名出矸人员即可，且不存在人力推车和摘挂钩等工作，操作人员劳动强度小。通过上述分析可知，采用输送带运输有较大的优越性，但前提是必须在机头硐室内施工配套的溜矸小井。溜矸小井直径达到1.2m即可满足出矸需要，施工工期不长，且溜矸小井在后期施工南翼煤仓时亦可作为排矸井使用。综合考虑，决定采用溜矸小井配合带式输送机运输组成工作面的排矸运输系统。

3物料运输系统

分析采用溜矸小井配合带式输送机运输组成工作面的排矸运输系统后，－375m水平南翼输送带运输斜巷物料运输有2种运输方案，即可通过带式输送机底输送带运送;或在巷道中铺设轨道进行轨道运输，即采用绞车及回头滑轮进行倒拉提升运送。采用带式输送机底输送带运料的安全系数较低，运送的物料易撒落或撞坏输送带架、刮坏输送带，当底输送带出现跑偏时这种现象尤为严重，现存在较大安全隐患。当采用底输送带运送喷浆料时，在装料点额外增加了一道卸料工序，劳动强度大;喷浆料沿途运送时极易撒落，造成材料浪费及文明施工管理困难，且带式输送机尾清扫器难以将喷浆料清扫干净，对输送带的损伤极大。同时底输送带运输对材料的尺寸、重量有较多限制，尺寸超标及超重的大件材料需人工运送至工作面，劳动强度大，效率低，因此，带式输送机底输送带运料方案不予采用。采用轨道运输时可避免底输送带运输易出现的问题，且因物料运量少，不存在运输效率制约、安全系数低及占用施工人员的问题。故工作面物料的运输方式选择为轨道运输。在变坡点位置安装1部JD－4型绞车，在耙矸机后安装回头滑轮进行倒拉提升运送，如位置图2所示。掘进前期采用21.5mm钢丝绳;当巷道掘进长度增加，采用21.5mm钢丝绳导致绞车缠绳量超标时，更换18.5mm钢丝绳并相应减少提升的串车数量，满足整条巷道掘

4岩巷上山掘进运输系统

通过上述对排矸及物料运输系统的分析，即可确定－375m水平南翼输送带运输斜巷上山掘进运输系统。根据－375m水平南翼输送带运输斜巷掘进所需匹配的运输能力，结合巷道宽度，选用1台输送带宽度为1m、DSJ100/63/2×90型带式输送机，机头硐室内施工配套的直径1.2m溜矸小井。掘进期间在斜巷内铺设轨道，在斜巷起坡点位置安装1部JD－4型绞车，在工作面装载设备后方安装回头滑轮，通过绞车、钢丝绳、回头滑轮进行倒拉提升将矿车牵引至工作面。随工作面的延伸而不断往前铺设轨道并移动回头滑轮。上山掘进运输系统由1部带式输送机、2台耙矸机、1部绞车及附属的轨道、钢丝绳、溜矸小井等组成。如图3所示。图3岩巷上山掘进运输系统示意图1.输送带2.－375m水平南翼带式输送机机头硐室3.－375m水平南翼输送带运输斜巷4、5.耙矸机6.溜矸小井7.－550m水平南翼输送带运输巷矸石或杂物采用工作面安装的1部P－60B型耙矸机装载至巷道内安装的1部DSJ100/63/2×90型带式输送机上，经带式输送机运输至机头硐室内的溜矸小井处，通过溜矸小井溜至－550m水平南翼输送带运输大巷内，再由－550m水平南翼输送带运输大巷内安装的1部P－60B型耙矸机装载至矿车中。通过5t蓄电池式电机车将矸车运至－550m水平南翼轨道运输大巷内，由运输队运至井底车场后提升至地面。物料车或工具车从南翼第七联络巷口处的－550m水平南翼轨道运输大巷，通过5t蓄电池式电机车运至南翼煤仓上口通风行人巷下平台，再经南翼煤仓上口通风行人巷绞车硐室内安装的1部JYB－5×1.40型运输绞车提升至上平台，然后通过人力推车运至－375m水平南翼输送带运输斜巷变坡点处，通过－375m水平南翼输送带运输斜巷信号硐室处安装的JD－4型运输绞车提升至工作面。该运输系统与传统的岩巷掘进轨道运输系统相比，在安全性、生产效率和工效都有了较大的提高。该套系统各项设备的搭配充分发挥了设备的各自优点，保证了工作面安全高效快速掘进。

5结论

岩巷上山掘进运输系统的研究与应用，为－375m水平南翼输送带运输斜巷的安全高效快速掘进提供了有力保障，很好地解决了新桥煤矿岩巷上山掘进运输的难题。该套系统可以成功地应用在坡度不大、涌水量较小的岩巷下上山的施工中，具有一定的推广价值。

作者：董开封单位：永煤集团股份有限公司