井下煤倉與矸石倉聯(lián)合布置研究

王龍江 李貝貝 張現(xiàn)剛

（山東能源臨礦集團菏澤煤電公司郭屯煤礦，山東 菏澤 274700）

煤礦井下煤流一般使用膠帶輸送機運輸，膠帶輸送機具有運量大、速度快、連續(xù)性強、運輸距離遠等優(yōu)點，當膠帶輸送機配合煤倉、矸石倉聯(lián)合布置時更能發(fā)揮其優(yōu)點。但是，如果膠帶輸送機頻繁搭接，會增大日常維護、檢修難度，致使煤流運輸系統(tǒng)復雜。郭屯煤礦在進行四采區(qū)和五采區(qū)開拓時，由于缺少大型煤倉、矸石倉，四、五采區(qū)膠帶輸送機只能共同排入1301溜煤眼，但是1301溜煤眼儲量過小，無法緩沖兩個采區(qū)回采及掘進的原煤，更不能實現(xiàn)煤、矸的分儲分運?；诖耍芯吭?301溜煤眼西部施工中部1#煤倉及中部2#煤倉。

1 工程背景

四采區(qū)內(nèi)回采工作面及掘進工作面產(chǎn)出的煤、矸經(jīng)各條膠帶輸送機匯合后，統(tǒng)一由采區(qū)膠帶輸送機經(jīng)四采區(qū)輔助膠帶巷運至1301溜煤眼。五采區(qū)內(nèi)掘進工作面產(chǎn)出的煤、矸經(jīng)各條膠帶輸送機匯合后，統(tǒng)一由采區(qū)膠帶輸送機經(jīng)北翼膠帶大巷運至1301溜煤眼。兩個采區(qū)產(chǎn)煤量過大，致使1301溜煤眼經(jīng)常滿倉，影響兩個采區(qū)回采工作面及掘進工作面的正常生產(chǎn)。而且煤、矸混為一體，無法進行分儲分運，影響煤質(zhì)。

2 中部煤倉設計

2.1 煤倉布置

在1301溜煤眼西側(cè)施工一條斜巷，到達預定標高后平巷施工兩處煤倉倉頂硐室及進風聯(lián)絡巷，倉頂硐室正下方為-808m水平膠帶石門。中部煤倉倉頂硐室底板和其下方的-808m水平膠帶石門頂板高差為24m。中部煤倉倉口標高為-774.5m，兩處煤倉中心距為22m，1#煤倉設計深度為23.4m，容量為800m3，2#煤倉設計深度為22.6m，容量為770m3。兩處煤倉倉身直徑均為7m，下縮口段高度均為5m。中部煤倉平面布置如圖1，剖面圖布置如圖2，中部1#煤倉裝載硐室現(xiàn)場圖如圖3。

圖1 中部煤倉平面布置圖

圖2 中部煤倉剖面圖

圖3 中部1#煤倉裝載硐室圖

2.2 煤倉施工

煤倉先使用反井鉆鉆排矸孔，炮掘掘進倉體，初次支護為錨網(wǎng)噴，二次支護為鋼筋混凝土砌碹，砌厚500mm，倉底裝載硐室全部扎筋砌碹，倉體下縮口砌碹時同時鋪裝、焊接10mm厚耐磨錳鋼板，倉體上口拼裝焊接32a#礦工鋼，并鋪設14#槽鋼及10mm花紋鋼板封口。倉體掘進時自上往下掘進，然后刷寬裝載硐室，自下而上進行扎筋砌碹。

2.3 煤矸運輸

中部1#煤倉、2#煤倉的裝載硐室均安裝大功率給煤機；自中部2#煤倉至1301溜煤眼上口安裝一部強力皮帶，中部1#煤倉上口安裝有分煤器。當四、五采區(qū)煤流為煤炭時，強力皮帶先將煤炭運至中部2#煤倉，中部2#煤倉滿倉時再運至中部1#煤倉，兩處煤倉均卸煤至-808m水平膠帶石門強力皮帶。當四五采區(qū)煤流為煤、矸石時，統(tǒng)一調(diào)度，分時段集中運輸煤炭至中部2#煤倉或集中運輸矸石至中部1#煤倉，兩倉分時卸煤、卸矸至-808m水平膠帶石門強力皮帶。

3 應用效果和經(jīng)濟分析

3.1 煤倉應用效果

中部1#煤倉、2#煤倉投入使用后，工作面煤、矸石可直接運入煤倉，不必再經(jīng)逐部皮帶機搭接進行外運，減少了運輸設備，極大改善了煤流運輸系統(tǒng)，提高了運輸環(huán)節(jié)煤量的緩沖能力；煤倉也可充當矸石倉，采煤工作面過斷層期間產(chǎn)出的矸石或全巖掘進工作面產(chǎn)出的矸石可直接運入矸石倉，然后矸石集中分時外運，有利于在井下分離煤、矸石，提高煤質(zhì)；與該兩處煤倉相關的1個采煤工作面及4個掘進工作面的月產(chǎn)量及月進尺均有較大提高，既增加了礦井經(jīng)濟效益，也有利于礦井長期接續(xù)。同時，由于該兩處煤倉的投入使用，增加了礦井主提系統(tǒng)的富裕能力，更易調(diào)節(jié)皮帶檢修時間，有利于調(diào)配檢修、運煤時間。

3.2 經(jīng)濟效益分析

（1）直接經(jīng)濟效益

中部1#煤倉凈高22.6m，直徑7m，設計容量770m3，儲煤量990t；中部2#煤倉凈高23.4m，直徑7m，設計容量800m3，儲煤量1030t，各安裝一部GLD2200/7.5給煤機，為4302順拉工作面、四采區(qū)2個掘進工作面、五采區(qū)2個掘進工作面服務。因-808m水平膠帶石門強力皮帶每日檢修4h，各采煤、掘進工作面每日出煤、矸石時間均減小4h。中部1#煤倉、中部2#煤倉使用后，4302順拉工作面每日生產(chǎn)時間可平均增加1.5h，按照500t/h的產(chǎn)量計算，日平均增加產(chǎn)量Q1=500t/h×1.5=750t，正?；夭陕拾凑?.85計算，月平均增加產(chǎn)量為Q2=750×28×0.85=17850t。按照現(xiàn)在每噸原煤330元利潤計算，每月增加經(jīng)濟收入為：330×17850=5890500元。

（2）間接經(jīng)濟效益

中部1#煤倉、2#煤倉供四采區(qū)2個掘進工作面（4303中間巷、4303膠帶巷）、五采區(qū)2個掘進工作面（五采區(qū)煤倉回風聯(lián)絡巷、北翼回風大巷）使用，得益于投入使用的煤倉，四個掘進工作面可根據(jù)自己實際情況調(diào)整檢修時間。

結(jié)合四采區(qū)掘進工作面為標準順槽斷面全巖炮掘工作面的實際情況，工作面每日檢修時間較短，按每個掘進工作面每日可多掘進2.5h進行計算，每月額外增加進尺時間為2.5×28=70h，按照8個小時進尺一炮，每炮進尺1.6m，每月28個生產(chǎn)日，正常掘進率按0.85計算，每個掘進工作面每月額外增加進尺為：70/8×1.6×0.85=11.9m。四采區(qū)2個掘進工作面每月可額外增加總進尺為：11.9×2=23.8m。

結(jié)合五采區(qū)掘進工作面為大斷面炮掘工作面的實際情況，工作面每日檢修時間較短，按每個掘進工作面每日可多掘進2h進行計算，每月額外進尺時間為2×28=56h，按照18個小時進尺一炮，每炮進尺2m，每月28個生產(chǎn)日，正常掘進率按0.85計算，每個掘進工作面每月額外增加進尺為：56/18×2×0.85=5.29m。五采區(qū)2個掘進工作面每月可額外增加總進尺為：5.29×2=10.58m。每月增加的進尺數(shù)有效緩解礦井接續(xù)壓力，有利于保證礦井可持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)煤。

4 結(jié)論

通過設計中部1#煤倉、2#煤倉，解決了郭屯煤礦煤倉、矸石倉不能滿足生產(chǎn)要求的問題。中部1#煤倉、2#煤倉投入使用后，四、五采區(qū)實現(xiàn)了煤流運輸?shù)倪B續(xù)化，保證了煤、矸分儲分運，減少了運輸環(huán)節(jié)，大大提高了效率和效益，有效改善了安全環(huán)境，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。