排矸直通化、連續(xù)化、暢通化研究

楊小平 鄧林

摘 要：通過(guò)對(duì)+300水平排矸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到暢通環(huán)節(jié)，加快排矸速度，提高單進(jìn)水平；并為下一步在下水平及深部水平大范圍推廣排矸直通化、連續(xù)化打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：排矸系統(tǒng) 直通化 連續(xù)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TD824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（a）-0157-02

目前，國(guó)內(nèi)巖巷掘進(jìn)仍然以鉆眼爆破工藝為主，其中矸石的排出設(shè)備主要是耙斗裝巖機(jī)配合礦車(chē)。這種排矸方式屬于間斷不連續(xù)排矸形式，出矸就不能倒矸，裝、運(yùn)只能分開(kāi)單行作業(yè)，出矸占用整個(gè)施工工序的時(shí)間較長(zhǎng)，而且這種排矸方式受到礦車(chē)供應(yīng)的制約，一旦礦車(chē)供應(yīng)不上，巷道磧頭的整個(gè)掘進(jìn)作業(yè)就得停止，嚴(yán)重制約著巷道的掘進(jìn)速度。因此，解決排矸后路運(yùn)輸問(wèn)題是提高排矸速度、提升掘進(jìn)單進(jìn)水平的關(guān)鍵。

1 現(xiàn)狀

某礦某排矸場(chǎng)于2011年4月正式投入使用。根據(jù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，排矸場(chǎng)投用后，下水平矸石將通過(guò)分水平排矸石門(mén)直接進(jìn)入某立井，然后運(yùn)至某排矸場(chǎng)。通過(guò)綜合分析、比較，結(jié)合礦井長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和當(dāng)前部署現(xiàn)狀，力求排矸系統(tǒng)暢通，井巷工程量小，井巷固定投資少。因此，本次優(yōu)化主要針對(duì)+300水平矸石運(yùn)輸系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)+300水平矸石的裝載和轉(zhuǎn)運(yùn)工作進(jìn)行優(yōu)化，從而暢通排矸環(huán)節(jié)、加快排矸速度，提升我礦掘進(jìn)單進(jìn)水平、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，為下一步在全礦井內(nèi)大范圍推廣排矸直通化、連續(xù)化打下基礎(chǔ)。

排矸系統(tǒng)投用前，+300水平排矸系統(tǒng)主要通過(guò)現(xiàn)有采區(qū)軌道上山，經(jīng)+300機(jī)軌巷→+300軌道石門(mén)→北二集中下山→北二石門(mén)→+355水平運(yùn)輸大巷→某提升副斜井排至李村排矸場(chǎng)。運(yùn)煤線(xiàn)路為：工作面溜煤眼→+300機(jī)軌巷→+150～+300轉(zhuǎn)載皮帶巷→+150東大巷→某運(yùn)煤斜井→某電廠。整個(gè)排矸運(yùn)輸線(xiàn)路長(zhǎng)約4000 m，需4級(jí)提升才能完成，運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜，礦車(chē)循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，排矸能力受到限制，嚴(yán)重制約礦井正常生產(chǎn)。因此，根據(jù)排矸系統(tǒng)投用情況，結(jié)合工程布置現(xiàn)狀，通過(guò)優(yōu)化+300水平排矸系統(tǒng)，暢通排矸環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)排矸連續(xù)化、直通化，達(dá)到提升我礦掘進(jìn)單進(jìn)水平，是必要的、技術(shù)上也是可行的。

2 +300水平排矸系統(tǒng)優(yōu)化

2.1 排矸系統(tǒng)組成

+300水平排矸系統(tǒng)由+340一號(hào)矸倉(cāng)、+300機(jī)軌巷、+150～+300運(yùn)輸大巷、+150～+210二號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶巷、+150集中矸倉(cāng)組成。

矸石運(yùn)輸線(xiàn)路：+340一號(hào)矸倉(cāng)→+300機(jī)軌巷→+150～+300運(yùn)輸大巷→+150～+210二號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶巷→+150集中矸倉(cāng)→某排矸立井→地面。

原煤運(yùn)輸線(xiàn)路：工作面煤倉(cāng)→+300機(jī)軌巷→+150～+300運(yùn)輸大巷→+150～+210二號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶巷→某運(yùn)煤斜井→某電廠。

2.2 工程特征

+340一號(hào)矸倉(cāng)作為臨時(shí)矸儲(chǔ)矸倉(cāng)，主要為北二區(qū)東翼11#層瓦斯巷、+340巖石軌道巷和N2706回風(fēng)巷服務(wù)。+340一號(hào)矸倉(cāng)容量300 m3，可容4個(gè)掘進(jìn)頭1天的掘進(jìn)矸石量。+340一號(hào)矸倉(cāng)設(shè)計(jì)參數(shù)為：矸倉(cāng)采用圓形，矸倉(cāng)高度46 m，茅口頂界以下部分直徑為4 m，采用噴漿支護(hù)，以上部分為直徑為2 m，采用砌碹支護(hù)。

+150集中矸倉(cāng)主要為北二區(qū)及北三區(qū)上部掘進(jìn)頭面服務(wù)，按12個(gè)頭面考慮，設(shè)計(jì)容量為870 m3。設(shè)計(jì)參數(shù)為：矸倉(cāng)采用圓形，矸倉(cāng)H=37 m，D=6 m；全部在全巖中施工，設(shè)計(jì)采用噴漿支護(hù)。

2.3 運(yùn)輸方式

2.3.1 8#煤層掘進(jìn)煤的運(yùn)輸

8#煤層磧頭綜掘→本層巷道連續(xù)化運(yùn)輸→溜煤眼→進(jìn)入原煤系統(tǒng)。

2.3.2 11#煤層掘進(jìn)煤矸的運(yùn)輸

11#煤層磧頭綜掘→本層巷道連續(xù)化運(yùn)輸→11#煤層溜煤眼→+300機(jī)軌巷→+300～+150運(yùn)輸大巷→+150～+210二號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶巷→+150集中矸倉(cāng)→+150排矸石門(mén)→水井灣排矸立井→地面。

11#煤層回風(fēng)巷（上）磧頭炮掘（礦車(chē)）→11#煤層溜煤眼→+300機(jī)軌巷→+150～+300運(yùn)輸大巷→+150～+210二號(hào)轉(zhuǎn)載皮帶巷→+150集中矸倉(cāng)→+150排矸石門(mén)→某排矸立井→地面。

2.4 作業(yè)方式

采用煤矸分時(shí)運(yùn)輸，采用“四六”制作業(yè)，兩班運(yùn)煤、一班運(yùn)矸、一班檢修。

2.5 投用時(shí)間

+300排矸系統(tǒng)優(yōu)化井巷工程已于2011年3月已全部形成，隨某排矸系統(tǒng)的投用，+300排矸系統(tǒng)即可投用。

3 效果比較

3.1 掘進(jìn)單進(jìn)

通過(guò)對(duì)+300排矸系統(tǒng)的優(yōu)化，優(yōu)化了系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，達(dá)到了排矸系統(tǒng)直通化、連續(xù)化，提高了排矸效率，效果明顯。通過(guò)對(duì)比掘進(jìn)單進(jìn)分別提高了4%、5%和3%。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益比較

以N21112工作面瓦斯巷為例，按每條1300 m計(jì)，由于采用直通化、連續(xù)運(yùn)輸，提高了掘進(jìn)單進(jìn)，每條巷道可縮短工期2個(gè)月。則可節(jié)約用電3.5萬(wàn)kwh，按0.601元/kwh計(jì)，可節(jié)約電費(fèi)2.1萬(wàn)元。

N21112瓦斯巷每天3班掘進(jìn)，每班出勤8人，節(jié)約人工2880個(gè)，180元/個(gè)，節(jié)約人工費(fèi)51.8萬(wàn)元。

3.3 社會(huì)效益

（1）通過(guò)對(duì)排矸系統(tǒng)的優(yōu)化，提高了掘進(jìn)單進(jìn)，縮短了井巷施工工期，緩解了工作面接替緊張的壓力，同時(shí)也減輕了部署緊張的壓力，為該礦的穩(wěn)定、和諧發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

（2）優(yōu)化后的排矸系統(tǒng)后路運(yùn)輸采用皮帶連續(xù)運(yùn)輸代替了原礦車(chē)運(yùn)輸；排矸環(huán)節(jié)由4級(jí)提升變?yōu)?級(jí)提升，縮短了排矸距離，減少了中間環(huán)節(jié)，消除了危險(xiǎn)源，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

（3）通過(guò)對(duì)排矸系統(tǒng)的優(yōu)化，達(dá)到了排矸直通化、連續(xù)化的要求，加快了排矸速度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、掘進(jìn)單進(jìn)提高了3%～5%。

4 結(jié)論

一是通過(guò)在+340巖石軌道巷層位設(shè)立+340一號(hào)矸倉(cāng)、在+320集中軌道巷層位設(shè)11#煤層超前工作面溜煤眼、在北三區(qū)東翼軸部設(shè)北三區(qū)東翼7#煤層超前工作面溜煤眼、優(yōu)化+300排矸系統(tǒng)及+150東翼排矸系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，達(dá)到了排矸的直通化、連續(xù)化要求，提高了排矸效率，技術(shù)上是可行的。

二是通過(guò)對(duì)排矸環(huán)節(jié)直通化、連續(xù)化的優(yōu)化，簡(jiǎn)化了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，暢通了排矸系統(tǒng)，提升了礦井排矸能力，為打造高產(chǎn)高效礦井奠定了基礎(chǔ)。

三是隨著礦井生產(chǎn)能力的提升，根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)條件，因地制宜，優(yōu)化排矸系統(tǒng)，提高排矸速度，是提高巷道掘進(jìn)單進(jìn)的關(guān)鍵因素。

5 下一步建議

由于對(duì)+300排矸系統(tǒng)的優(yōu)化取得了較好的效果，建議下一步在+150水平東翼實(shí)施排矸系統(tǒng)直通化、連續(xù)化。

5.1 +150水平東翼排矸系統(tǒng)組成

+150水平東翼排矸系統(tǒng)由+150集中矸倉(cāng)、+150排矸斜巷、+150東大巷皮帶、+200集中矸倉(cāng)、北三東區(qū)7#煤層溜煤（矸）眼、茅口瓦斯巷小矸倉(cāng)等組成。

5.2 +150水平東翼排矸系統(tǒng)工程特征

+150集中矸倉(cāng)容量為870 m3（已形成）、+150東大巷1500 m（已形成）、+150排矸斜巷280 m、+200集中矸倉(cāng)容量為350 m3，北三東區(qū)7#煤層溜煤眼容量為230 m3，茅口瓦斯巷小矸倉(cāng)倉(cāng)容量為35 m3。

+150水平東翼排矸系統(tǒng)從N3702溜煤眼開(kāi)始，排矸線(xiàn)路長(zhǎng)1730 m，巷道坡度0°～12°

5.3 +150水平東翼排矸系統(tǒng)新增工程量

施工+150排矸斜巷280 m、+200集中矸倉(cāng)、茅口瓦斯巷小矸倉(cāng)、新安+150排矸斜巷皮帶一臺(tái)，即可形成+150水平東翼直通化、連續(xù)化排矸系統(tǒng)。

總之，大力推廣綜掘技術(shù)，提高巷道單進(jìn)；通過(guò)對(duì)礦井排矸運(yùn)輸、翻矸、卸載等系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，較好地增強(qiáng)了礦井的排矸能力，保證了礦井的順利生產(chǎn)。

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