小煤柱條件順序開采下整體支架運輸設計優(yōu)化

呂純濤　逄旭

摘 要：本文為小煤柱條件順序開采下整體支架運輸設計優(yōu)化，分析了41103工作面地質(zhì)概況、工序、支架整體運輸路線概況、支架整體及設備運輸路線并提出相應方案。

關(guān)鍵詞：小煤柱；開采；整體支架

中圖分類號： TD82 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）29-196-2

1 項目前提介紹

1.1 立項背景

綜放工作面設備注銷及安裝期間，支架運輸是關(guān)鍵工序，其搬運時間占工作面全部設備布置時間的80%以上，另外安全問題與工作面的地質(zhì)狀況有著密切關(guān)系，是能否順利安裝回采工作面的關(guān)鍵技術(shù)。

我礦回采巷道設計要求沿4-1煤層底板布置，已安裝過41101面、41105面、41110面、41111面及41110外面，以上工作面的支架運輸路線雖經(jīng)過優(yōu)化，對于重達22t的支架，整體運輸造成很大的困難，運輸線路長，增添很多安全以及用工過多上的不利因素。鑒于此，對41103面安裝期間的支架整體運輸及運輸環(huán)節(jié)進行分析，以便為今后制定采煤工作面運輸方案提供依據(jù)。

1.2 主要研究內(nèi)容

本項目針對我礦北翼煤層總體呈“西低東高”的趨勢，受地質(zhì)構(gòu)造影響，41102、41103工作面兩巷坡度波浪起伏較大，因運輸距離遠、運輸環(huán)節(jié)多、人員投入多、設備體積大以及搬家時間長等諸多不利因素影響，給工作面搬家造成了極大困難。通過對絞車布置進行反復優(yōu)化，制定詳細規(guī)劃，重視主體工程，同時對附屬工程進行了系統(tǒng)詳細的安排，有效地保證了系統(tǒng)的完整性，在工作面相鄰兩巷布置聯(lián)絡巷，有效保證了支架運輸安全，為以后回采工作面安裝運輸路線優(yōu)化提供了可靠的科學依據(jù)。

1.3 項目創(chuàng)新點

①根據(jù)分析支架的參數(shù)，合理優(yōu)化運輸路線。

②經(jīng)過反復驗算校核、采用二維Auto CAD模擬與技術(shù)論證，本著技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、安全可靠的原則確定最佳運輸設備布置方案。

③通過技術(shù)論證分析，省略了諸多運輸環(huán)節(jié)。

④優(yōu)化運輸環(huán)節(jié)，減少崗位工的投入。

⑤根據(jù)巷道運輸路線過長的情況，減少工作面搬家時間，提高了工作面安裝進度。

2 概況

2.1 41103工作面地質(zhì)概況

工作面地質(zhì)構(gòu)造復雜，從工作面巷道掘進期間揭露情況來看，工作面回風巷側(cè)存在向斜，受向斜影響，東翼煤層傾角較大，最大11°，向斜在工作面內(nèi)消失。工作面回采過程中將揭露以下斷層：通過運輸巷揭露落差1.6m、0.5m的F1、F2正斷層， 通過回風巷揭露落差1.0m、0.3m的F3、F4斷層，另外工作面內(nèi)還可能存在其他些隱伏小斷層，斷層對工作面回采有一定影響（圖1）。

2.2 工序、支架整體運輸路線概況

針對工作面的地質(zhì)情況，綜合考慮到設備運輸與41103回風巷的巷道實際情況，對運輸影響因素逐項進行研究分析，最終確定運輸支架自41102運輸巷通過安撤面聯(lián)絡巷及41103回風巷運至工作面，整個工作面其余設備以及電纜等從41102運輸巷及北翼軌道大巷里段運至工作面的方案。

41103工作面支架及設備于8月12日形成安面空間，8月13開始進行正式工作面支架運輸安裝，到9月12日早班結(jié)束，安裝工期為30天。支架運輸工程主要分五個階段完成，第一階段：前期準備階段：41103回風巷運輸設備就位安裝、運輸線路道況及安全設施整改；第二階段：支架空間準備階段；第三階段：整體支架及破碎機運輸階段；第四階段：支架整體安裝階段；第五階段：兩巷超前支護、安裝皮帶運輸機及收尾階段。

2.3 支架整體及設備運輸路線

所有設備運輸路線：

工作面設備：41102面前后部溜子、采煤機、轉(zhuǎn)載機及支架→支架裝車硐室→41103回風巷→41103切眼。

運輸巷設備：41102面變電列車、皮帶機→41102運輸巷→北翼軌道大巷里段→41102運輸巷，其中：在8月25日41103切眼進前部溜槽之前，破碎機經(jīng)41103回風巷及切眼運至運輸巷。

3 運輸路線方案比較

按照以往工作面搬家路線，41102面設備需從41102運輸巷運至41103工作面，上述該方案投入人力物力太大不予考慮。我礦技術(shù)人員根據(jù)41102運輸巷與41103回風巷實際標高及兩巷間距為6m的情況，在41102面未回采至停采線前，施工了一個41103面裝車硐室，將運輸路線進行了優(yōu)化，使運輸路線具有了科學性，可操作性、經(jīng)濟性?，F(xiàn)將設備運輸有、無該聯(lián)絡巷情況下，運輸方案比較如下：

3.1 方案Ⅰ

41102面回采設備自裝車硐室回撤運輸路線為：41102面→裝車硐室→41103回風巷→41103切眼。見圖2。

3.2 方案Ⅱ

41102面回采設備自41102回風巷回撤運輸路線為：41102面→41102回風巷→41103回風聯(lián)絡巷→41103回風巷→41103回風巷→41103切眼。見圖3。

3.3 方案對比

通過以上分析，從多方面考慮，東翼回風大巷煤炭運輸系統(tǒng)最終是要從新主井運輸系統(tǒng)提升至地面的，以上兩個方案對比情況見表1。

4 結(jié)論

4.1 支架及設備運輸效果評價

41103工作面是我礦第八個接續(xù)綜放工作面，工作面長度135m，推進度380m，煤層厚度約10.5m，布置支架92架，工作面儲量65萬噸，使用ZF6400/20/32型支架及配套設備回采。

安裝前后歷時30天時間，于9月12日安全、順利、保質(zhì)保量完成。

4.2 安裝規(guī)劃細致到位

本次支架運輸及安裝不但重視主體工程，也非常重視附屬工程的施工，對附屬工程進行了系統(tǒng)的安排，有效地保證了系統(tǒng)的完整性，保證了工作面整體安裝的安全。

①設備配件的準備：機電科和供應科要做好各種設備配件準備，提前全面排查，準備到位。

②搬家措施的準備：撤面、安面、運輸及單項安裝措施準備到位。

③停面空間的準備：綜放隊采用纖維網(wǎng)鋪設撤面空間，要本著對高度負責的態(tài)度，按照措施要求，創(chuàng)造出適合纖維網(wǎng)鋪設的停面空間，尤其是面前頂?shù)装宓钠秸龋乐沽嗽O備注銷過程中出現(xiàn)問題。

4.3 運輸環(huán)節(jié)優(yōu)化效益分析

通過提前研究，充分考慮，優(yōu)化工作面運輸路線，確保了41102面順利撤除及41103面高效安裝，為我礦原煤產(chǎn)量指標的完成提供了有力保障，節(jié)省人力投入，提高了安全性，具體效果分析如下：

①41103面采用第一方案節(jié)省了崗位工8人/班，人均月工資按照5000元計算，本次安裝工作面較采用第二方案節(jié)省工人工資240萬元。

②因運輸環(huán)節(jié)的減少，按正常運輸空間提前完成安撤時間如下；

41102回風巷及41103回風聯(lián)絡巷每次提升循環(huán)時間為：T次=[（L×2÷V）+（4×30÷0.5×V）+600]÷60=23min

每班提升數(shù)為：n班=8×60×4÷T×0.2=16（車）

n天= n班×天數(shù)=42（車）

（注：每班8小時、每天2班正常計算）

41102面設備裝車數(shù)共計約165車，這兩個運輸段投入使用的話，會致使41102撤面及41103工作面安裝時間滯后約4天。由此可見，41102面撤除、41103面安裝工程采用裝車硐室的設計節(jié)約了安撤面時間。