東曲礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改造

劉 斌

（山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司東曲煤礦，山西 太原 030200）

東曲礦井目前正在開采+973 m、+860 m 水平，其中+973 m 水平主、副運(yùn)輸都是采用架線電機(jī)車牽引礦車[1]。隨著開采深度的增加，礦車運(yùn)輸?shù)木嚯x達(dá)到9.3 km，主、輔運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)，礦車運(yùn)輸系統(tǒng)繁瑣，現(xiàn)有的運(yùn)輸系統(tǒng)老化，加上設(shè)施設(shè)備陳舊，以及水平和采區(qū)劃分的不合理，井下運(yùn)輸能力不足嚴(yán)重制約礦井的生產(chǎn)，使得后期水平、采區(qū)開采接替困難。東曲礦井現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)已不能滿足生產(chǎn)的需要，為使深部采區(qū)合理生產(chǎn)、接替，必須對(duì)東曲礦井的運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 礦井概況

東曲礦井煤層回采上限約為+1100 m，回采下限約為+630 m，煤層傾角3°～8°。井田劃分為+973 m、+860 m、+750 m 三個(gè)水平開采，三個(gè)水平分別沿煤層走向布置運(yùn)輸大巷，大巷間距分別為1.4 km、1.2 km。目前礦井為+973 m 和+860 m 水平生產(chǎn)[2]，上下組煤同時(shí)開采，開采方式為自上而下逐層逐面順序開采。

礦井目前運(yùn)輸系統(tǒng)采用東、西平硐及+973 m水平大巷，坡度為3°的雙股軌道運(yùn)行，+973 m 水平井下運(yùn)輸采用12.5T 和ZK14-6/550 架線電機(jī)車牽引MCD5.5-6/550 側(cè)底卸礦車運(yùn)輸。+860 m 水平皮帶斜井，坡度為10°～3°，采用帶寬1200 mm、裝機(jī)功率2×630 kW 的高強(qiáng)度鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)來(lái)運(yùn)煤。

2 主運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案

根據(jù)礦井目前的生產(chǎn)系統(tǒng)布局和采掘接替計(jì)劃，提出運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案。由于+860 m 水平皮帶斜井和膠輪車平巷已完工并投入使用，因此本設(shè)計(jì)主要針對(duì)+973 m 水平主輔運(yùn)輸系統(tǒng)和+860 m 水平輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，將西平硐溝通東石門，西大巷作為膠帶運(yùn)輸大巷。

2.1 開拓布置方案

礦井采用平硐開拓方式[3]，根據(jù)東曲礦提供的實(shí)際生產(chǎn)情況，+973 m 水平上組煤目前在二、四、五采區(qū)可布置上組煤綜采工作面，在一、三、四、五采區(qū)可布置下組的8、9 號(hào)煤層工作面。

2.2 主運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1 +973 m 水平運(yùn)輸設(shè)計(jì)

拆除東平硐和西大巷的軌道，鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，鋪底100 mm，擔(dān)負(fù)礦井+973 m 水平煤炭運(yùn)輸任務(wù)，兼做礦井的安全出口和進(jìn)風(fēng)井。膠帶大巷帶式輸送機(jī)布置圖如圖1。

圖1 +973 m 水平膠帶大巷帶式輸送機(jī)布置圖

在一、三采區(qū)東大巷連接處，增設(shè)+973 m 水平東翼膠帶轉(zhuǎn)載巷，其傾角為4.5°，凈寬為4.5 m，采用半圓拱斷面，凈斷面積14.70 m2，裝備膠帶輸送機(jī)，作為三采區(qū)的煤炭運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)轉(zhuǎn)載巷道，斷面如圖2。

圖2 +973 m 水平斷面圖

增設(shè)東翼集中煤倉(cāng)和改造三采區(qū)集中煤倉(cāng)來(lái)溝通三采區(qū)煤炭運(yùn)輸巷、轉(zhuǎn)載巷與西大巷，在西大巷五采區(qū)處，通過(guò)皮帶聯(lián)絡(luò)斜巷，延深至五采區(qū)8 號(hào)煤層底板30 m 以下，在落平段30 m 處增加五采區(qū)的下組煤煤倉(cāng)，作為五采區(qū)下組煤運(yùn)輸?shù)木彌_倉(cāng)，并溝通皮帶聯(lián)絡(luò)斜巷與+973 m 水平五采下組煤膠帶運(yùn)輸巷。上組煤通過(guò)增加五采上組煤溜煤眼和膠帶運(yùn)輸巷道，與皮帶聯(lián)絡(luò)斜巷溝通，形成上組煤的煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)。

2.2.2 +973 m 水平輔運(yùn)輸設(shè)計(jì)

輔助運(yùn)輸不再采用現(xiàn)有的架線電機(jī)車，用蓄電池電機(jī)車來(lái)代替架線電機(jī)車。在西平硐1500 m 處，新建車場(chǎng)與東石門溝通，利用采區(qū)東大巷擔(dān)負(fù)三采下組煤的輔運(yùn)任務(wù)；在三采區(qū)邊界處新增+973 m水平東翼聯(lián)絡(luò)石門與西大巷通過(guò)聯(lián)絡(luò)石門溝通，角度3°，寬4.5 m，采用半圓拱斷面，凈斷面積14.70 m2，鋪設(shè)雙軌，裝備蓄電池電機(jī)車，擔(dān)負(fù)礦井+973 m 水平三、四、五采區(qū)輔助運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)任務(wù)，通過(guò)下組煤輔運(yùn)斜巷溝通五采區(qū)上下組煤輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。

2.2.3 +860 m 水平輔運(yùn)輸設(shè)計(jì)

采用皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)[4]，利用+860 m 水平皮帶斜井，通過(guò)1、2 號(hào)煤倉(cāng)與+860 m 水平運(yùn)煤巷道連通，擔(dān)負(fù)+860 m 水平上、下組煤煤炭運(yùn)輸任務(wù)。皮帶斜井帶式輸送機(jī)布置圖如圖3。

圖3 +860 m 水平皮帶斜井帶式輸送機(jī)布置圖

刷大西平硐入口，在入口以里西側(cè)平行增加一條凈寬6.0 m 的膠輪車平巷，兩個(gè)水平輔助運(yùn)輸分工明確，互不影響。改造后的結(jié)果如圖4。在西平硐蓄電池電機(jī)車入口的西側(cè)5 m 處以+3‰坡度以E24.5°S30 m 后，向南延伸70 m，再以平行西平硐方位向東南方向延伸25 m，布置無(wú)軌膠輪車下山5°00'30''，684 m，進(jìn)入8 號(hào)煤層后，西平硐運(yùn)輸段向西延伸1220 m 后，沿著東南方向布置+860 m 水平膠輪車大巷，形成礦井+860 m 水平上、下組煤輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。走水平巷道延伸至斷層附近時(shí)，不過(guò)斷層，在石門與斷層間布置一個(gè)采區(qū)。

圖4 改造結(jié)果

2.3 采區(qū)巷道布置

根據(jù)開拓布置，三采區(qū)僅剩余下組煤8、9 號(hào)煤層，根據(jù)采掘配備，暫不開采9 號(hào)煤，利用三采區(qū)現(xiàn)有巷道來(lái)兩翼開采，工作面布置在巷道西側(cè)。工作面膠帶順槽與下組煤膠帶運(yùn)輸巷直接搭接，軌道順槽與采區(qū)輔助運(yùn)輸巷和采區(qū)總回風(fēng)巷溝通。五采區(qū)上組煤2 號(hào)煤層工作面順槽直接與膠帶運(yùn)輸巷、輔助運(yùn)輸巷和回風(fēng)大巷溝通。

3 主運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

對(duì)主運(yùn)輸系統(tǒng)的改造，重點(diǎn)是將目前使用的+973 m 水平電機(jī)車牽引的運(yùn)煤方式改為皮帶運(yùn)輸，+973 m 水平輔助運(yùn)輸方式由架線電機(jī)車改成蓄電池牽引，+860 m 水平煤炭運(yùn)輸采用+860 m 水平皮帶斜井，輔助運(yùn)輸采用膠輪車平巷，以實(shí)現(xiàn)輔運(yùn)系統(tǒng)膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)化，主輔助運(yùn)輸能力不變。運(yùn)輸系統(tǒng)改造方案已經(jīng)在東曲礦井巷道實(shí)施，采用此方案采煤時(shí)，設(shè)備的投入較少，運(yùn)輸?shù)木嚯x較短，在改造工程完成后，礦井的生產(chǎn)能力保持400 萬(wàn)t/a。

4 結(jié)論

針對(duì)東曲礦井運(yùn)輸距離長(zhǎng)、運(yùn)輸系統(tǒng)繁瑣等問題，提出一種礦井運(yùn)輸系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案，結(jié)果如下：

（1）對(duì)+973 m 水平運(yùn)輸系統(tǒng)和+860 m 水平輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，將西平硐溝通東石門，西大巷作為膠帶運(yùn)輸大巷，+973 m 水平電機(jī)車牽引的運(yùn)煤方式改為皮帶運(yùn)輸，+973 m 水平輔助運(yùn)輸方式由架線電機(jī)車改成蓄電池牽引，+860 m 水平煤炭運(yùn)輸采用+860 m 水平皮帶斜井，輔助運(yùn)輸采用膠輪車平巷。

（2）改造后的系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，大大提高采煤效率，且設(shè)備的自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，投入的設(shè)備和使用的人員較少，運(yùn)輸?shù)木嚯x較短，主輔運(yùn)輸系統(tǒng)互不干擾，能較好地適應(yīng)巷道的起伏變化。

（3）改造工程完成后，礦井的生產(chǎn)能力保持400 萬(wàn)t/a。