陳汝南

(山西東輝集團(tuán) 趙家山煤業(yè)，山西 太原 030402)

趙家山煤礦座落在太原市清徐縣境內(nèi)，是一座設(shè)計能力1.2 Mt/a的現(xiàn)代化礦井，主斜井長920 m，半圓拱錨噴支護(hù)，斷面14.29 m2;副斜井長837 m，半圓拱錨噴支護(hù)，斷面14.81 m2，主副斜井坡度均為－25°，回風(fēng)立井設(shè)計垂深393 m，目前主、副斜井和回風(fēng)立井已施工至井底水平。在主、副斜井落底前，主副斜井通風(fēng)是在地面安設(shè)18.5 kw×2 對旋局扇風(fēng)機(jī);運(yùn)輸采用箕斗運(yùn)輸，矸石到達(dá)地面后采用翻矸臺進(jìn)行卸載。

趙家山煤礦是高瓦斯礦井，礦井平均絕對瓦斯涌出量75.16 m2/min。目前，因主副斜井沒有與回風(fēng)立井貫通、無法形成正式的通風(fēng)系統(tǒng)，主副斜井由于礦井通風(fēng)路線長、風(fēng)阻大，滿足不了礦井二期掘進(jìn)施工通風(fēng)和瓦斯管理需求。為解決以上通防問題，在井底施工主副斜井貫通聯(lián)絡(luò)巷，副斜井井口地面安裝2臺90 kw×2 對旋主扇風(fēng)機(jī)，通風(fēng)采用主斜井進(jìn)風(fēng)，副斜井回風(fēng)的臨時通風(fēng)方式，形成全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)，將地面局扇風(fēng)機(jī)移至井下，減少風(fēng)阻，滿足井下掘進(jìn)工作面的風(fēng)量需求，為此必須對副斜井軌道運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造與優(yōu)化。

1 副斜井通風(fēng)系統(tǒng)的改造

對副斜井井口原翻矸臺進(jìn)行拆除，臨時部分進(jìn)行封閉，在副斜井上口設(shè)置第一道風(fēng)門，風(fēng)道20 m 處設(shè)置第二道風(fēng)門，以便不影響行車。在副斜井左側(cè)留設(shè)風(fēng)洞出口和風(fēng)道，臨時安裝兩臺90 kw ×2 對旋主扇抽風(fēng)機(jī)，主井則改為自然負(fù)壓進(jìn)風(fēng)巷。主、副井臨時通風(fēng)系統(tǒng)示意圖見圖1。

圖1 主、副井臨時通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

2 副斜井地面甩車場運(yùn)輸系統(tǒng)的改造方案

副井口從上變坡點第一道風(fēng)門向副斜井絞車方向施工，坡度改為+3°，坡道斜長75 m，寬2.6 m，副井口向左施工甩車場(雙道)，甩車場東側(cè)為翻矸機(jī)。井下掘進(jìn)工作面矸石用1.5 t U 型礦車裝載，經(jīng)副井絞車運(yùn)至井口，經(jīng)井口風(fēng)門、上坡道、甩車場轉(zhuǎn)至翻矸機(jī)翻矸，用50 型裝載機(jī)把矸石轉(zhuǎn)運(yùn)至矸石坑，地面信號室和絞車房能全程監(jiān)控礦車到達(dá)地面后的運(yùn)行狀態(tài)。

副井提升每次提1.5 t U 型礦車4 個，甩車道為雙道，以便實現(xiàn)空、重車分道，優(yōu)化運(yùn)輸路線，提高工效，見圖2。

圖2 副斜井地面甩車場平面示意圖

3 施工工序及工藝

3.1 施工前準(zhǔn)備

1)測量部門提前按照設(shè)計圖紙的要求在現(xiàn)場劃分出施工區(qū)域和范圍，并分段標(biāo)定設(shè)計參數(shù)的距離和坡度。

2)提前拆除副井口的翻矸臺、絞車架等設(shè)施，以及甩車場區(qū)域范圍內(nèi)的地面整平相關(guān)工作，做好施工前的準(zhǔn)備。

3.2 風(fēng)機(jī)及風(fēng)洞的施工

1)在副斜井左側(cè)施工風(fēng)機(jī)風(fēng)洞，風(fēng)機(jī)風(fēng)洞設(shè)計長50 m，寬4 m，高3 m，磚混結(jié)構(gòu)，上方用水泥預(yù)制板堵頂，內(nèi)外墻用水泥抹平，保證不漏風(fēng)。

2)風(fēng)機(jī)風(fēng)洞施工結(jié)束，可以安裝風(fēng)機(jī)。

3.3 坡道、風(fēng)門的施工

1)風(fēng)門風(fēng)洞的施工:在副井井口的外延長線施工風(fēng)門及風(fēng)洞，風(fēng)門風(fēng)洞設(shè)計長22 m，寬4 m，高3 m，參數(shù)要求同風(fēng)機(jī)風(fēng)洞。

2)風(fēng)門的施工:在風(fēng)門風(fēng)洞的兩側(cè)施工電動風(fēng)門，2 道電動風(fēng)門間距20 m。在每道風(fēng)門前3 m 處的軌道上安裝手動阻車器1 道。

3)坡道的施工:坡道從井口25°變坡點起，全長61 m，寬4 m，坡度+3°，坡道基礎(chǔ)0.5 m，上部澆筑0.15 mm厚C20砼，下部和基礎(chǔ)砌筑C15毛石砼。

3.4 地面甩車場的施工

1)從副井口變坡點處向前61 m，此區(qū)間按3°坡度鋪設(shè)軌道，軌道采用30 kg/m，軌距600 mm，保證車輛低速下滑。

2)甩車道岔至車場，曲率半徑為12 m，弦線長度11 m。

3)按軌道鋪設(shè)位置重新布設(shè)副井絞車鋼絲繩高度，并增設(shè)鋼絲繩導(dǎo)向輪一個。

4)軌道鋪設(shè)完畢后，安設(shè)11.4 kW 絞車2 部。

5)軌道鋪好后，對周邊區(qū)進(jìn)行水泥硬化，最后對軌道鋪設(shè)道渣。

3.5 信號及監(jiān)控設(shè)施施工

1)信號設(shè)施施工:第一道風(fēng)門的內(nèi)側(cè)安設(shè)副井口至副井絞車房、坡道上端打點信號室的聲光聯(lián)鎖信號一套，便于與井口、坡道上口及絞車房之間的信號聯(lián)絡(luò)。

2)監(jiān)控設(shè)施施工:第一道風(fēng)門的內(nèi)側(cè)安設(shè)副井口至副井絞車房、坡道上端打點信號室的監(jiān)控系統(tǒng)一套，探頭分別設(shè)在第一道風(fēng)門外側(cè)，監(jiān)控井筒內(nèi)60 m外礦車的運(yùn)行狀況;在第一道風(fēng)門和第二道風(fēng)門的外側(cè)、井口坡道上端分別安裝一個探頭，監(jiān)控礦車出井口后的運(yùn)行情況。

3.6 翻矸罐籠的施工

提前將地面整平，需要挖基礎(chǔ)部分提前給出尺寸，并用鋼筋C20砼澆筑。

4 結(jié)論

1)通過對通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整與改造，滿足了礦井二期工程掘進(jìn)工程量的增加對通風(fēng)的需求，減少了礦井瓦斯涌出對礦井施工的影響，確保了礦井施工的安全。

2)因礦井通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整，對礦井運(yùn)輸也提出了新的要求，重新調(diào)整了副斜井的運(yùn)輸方案，重點對副斜井井口軌道運(yùn)輸進(jìn)行系統(tǒng)改造和優(yōu)化。

3)通過對副斜井運(yùn)輸系統(tǒng)的改造與優(yōu)化，實現(xiàn)空、重車分道，優(yōu)化運(yùn)輸路線，提高工效;在重車到達(dá)地面后，通過坡道和道叉的優(yōu)化組合，使重車平穩(wěn)到達(dá)地面甩車場和翻矸臺，返回空車時，使空車在重力作用下，平穩(wěn)通過地面風(fēng)門、風(fēng)道，到達(dá)副斜井，實現(xiàn)了自動控制，提高了工作效率。

4)副斜井軌道通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng)改造與優(yōu)化方案，對基建礦井進(jìn)入二期工程時通風(fēng)和運(yùn)輸系統(tǒng)的調(diào)整具有一定的借鑒意義。