郭占祥

(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司)

彬東礦井井下輔助運(yùn)輸方式

郭占祥

(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司)

針對彬東礦井井下煤層賦存條件，結(jié)合礦井開拓方式，對該礦井井下輔助運(yùn)輸方式進(jìn)行了深入探討，確定選用高效的無軌膠輪車運(yùn)輸方式，為類似礦井選擇輔助運(yùn)輸方式提供參考。

輔助運(yùn)輸方式 開拓方式 無軌膠輪車

彬東井田位于陜西省咸陽市旬邑縣北部，井田東西長約8.1～15.2 km，南北寬約5.4～11.6 km，井田面積132.0 km2。礦井建設(shè)規(guī)模1.80 Mt/a，服務(wù)年限53.6 a，采用立井單水平開拓方式，工業(yè)場地內(nèi)集中布置主、副、回風(fēng)立井，井筒深769 m。井田內(nèi)唯一可采煤層為5#煤層，煤層厚0.85～7.50 m，平均3.37 m，煤層傾角2°～8°，大部分區(qū)域小于6°。設(shè)計(jì)沿井田中部向東翼兩翼各布置1組開拓大巷，全井田共劃分為6個盤區(qū)，利用開拓大巷采用條帶式開采。煤層頂?shù)装逡阅鄮r和砂質(zhì)泥巖為主，屬穩(wěn)定性較差的巖體。礦井投產(chǎn)時在井下布置1個綜采工作面，2個綜掘工作面和1個普掘工作面；礦井生產(chǎn)20 a后在井下布置2個綜采工作面，3個綜掘工作面和1個普掘工作面。為了提高礦井運(yùn)輸效率，在對現(xiàn)有的輔助運(yùn)輸方式深入分析的基礎(chǔ)上，選擇適合該礦井條件的輔助運(yùn)輸方式。

1 礦井輔助運(yùn)輸方式

針對該井田特點(diǎn)，可考慮的輔助運(yùn)輸方式有：①有軌運(yùn)輸，石門及開拓大巷采用防爆柴油鋼輪普軌機(jī)車運(yùn)輸，工作面巷道采用無級繩運(yùn)輸連續(xù)牽引車運(yùn)輸；②無軌運(yùn)輸，井下所有輔助運(yùn)輸巷道全部采用無軌膠輪車運(yùn)輸。

1.1 有軌運(yùn)輸方式

1.1.1 井筒及開拓巷道布置

副井井筒凈直徑7.2 m，凈斷面積40.69 m2，井筒裝備一個特制加寬加長罐籠+1個1.5 t單層雙車平衡罐籠擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)。井筒落底后，沿井底車場向北輔運(yùn)石門，輔助運(yùn)輸大巷受機(jī)車運(yùn)輸限制，坡度控制在3‰左右，受煤層起伏影響，需穿層布置，工作面巷道沿煤層底板布置。

1.1.2 主要設(shè)備選型及輔助運(yùn)輸人員配置

根據(jù)輔助運(yùn)輸量配置CCG-10/900型礦用防爆柴油鋼輪普軌機(jī)車2臺，SQ-120(132)型無極繩牽引車4臺，其他車輛及人員配置情況見表1、表2。

表1 各類礦車配置

表2 礦井輔助運(yùn)輸人員配置 人

崗位名稱1班2班3班4班班長1111井下調(diào)度2222副井井底操車工4442機(jī)車司機(jī)2222材料線444無極繩車場推車人員8882無極繩絞車司機(jī)4444無極繩絞車把鉤工4442無極繩跟車人員4442道岔工5552副井絞車司機(jī)222副井井口操車工222

1.1.3 有軌運(yùn)輸方式特點(diǎn)

該運(yùn)輸方式優(yōu)點(diǎn)為：①副立井井筒斷面小，施工費(fèi)用相對較低；②輔助運(yùn)輸大巷斷面小，支護(hù)較為容易；③采用礦車運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸設(shè)備投資??；④工作面輔助運(yùn)輸巷道斷面小，以煤巷為主。缺點(diǎn)為：①輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜，井田西翼輔助運(yùn)輸大巷需采用2條無極繩搭接運(yùn)輸，后期輔助運(yùn)輸時間長，無法滿足輔助運(yùn)輸要求；②輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜，運(yùn)輸效率低，操車等輔助運(yùn)輸用人多；③工作面巷道采用無極繩運(yùn)輸，無形中增加無極繩硐室工程量；④工作面巷道大多長3 000～4 000m，需2條無極繩搭接運(yùn)輸，運(yùn)輸效率低；⑤后期下井人員到達(dá)工作面時間超過1h，材料運(yùn)輸難度較大；⑥煤層底板較軟，容易底鼓引起軌道變形；⑦東翼輔助運(yùn)輸大巷采用機(jī)車運(yùn)輸，巷道坡度要求高，巷道需沿巖層布置，遠(yuǎn)離大巷工作面巷道尋找煤層較為困難，無形中增加巷道工程量，部分工作面甚至需要留設(shè)煤柱。

1.2 無軌運(yùn)輸方式

1.2.1 井筒及開拓巷道布置

副立井井筒凈直徑8.4m，凈斷面積55.4m2，裝備1個特制加寬加長雙層罐籠+1個平衡罐籠擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)。開拓巷道、工作面巷道均沿煤層底板布置。

1.2.2 設(shè)備選型及輔助人員配備

輔助運(yùn)輸車輛及人員配置情況見表3、表4。

表3 井下輔助運(yùn)輸車輛配置

1.2.3 無軌運(yùn)輸方式特點(diǎn)

該運(yùn)輸方式優(yōu)點(diǎn)為：①采用無軌膠輪車整體下井，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化運(yùn)輸直達(dá)工作面，運(yùn)輸環(huán)節(jié)簡單，效率較高；②無軌膠輪車可在起伏不平的巷道中運(yùn)行，且轉(zhuǎn)彎半徑??；③無軌膠輪車運(yùn)輸較為靈活，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用；④無軌膠輪車搬家速度較快，可有效提高礦井生產(chǎn)效益。缺點(diǎn)為：①副立井井筒斷面大，施工費(fèi)用較高；②輔助運(yùn)輸大巷斷面大，支護(hù)困難，需增設(shè)存放、錯車、調(diào)向硐室等；③運(yùn)輸設(shè)備投資相對較大；④工作面輔助運(yùn)輸巷道斷面大，薄煤層區(qū)域巷道為半煤巖巷道；⑤無軌膠輪車存在一定的排氣污染問題。

表4 礦井輔助運(yùn)輸人員配置 人

崗位名稱1班2班3班4班班長1111井下調(diào)度2222副井井底操車工2222無軌膠輪車司機(jī)5552副井絞車司機(jī)222

2 2種運(yùn)輸方式比較

初期移交時2種運(yùn)輸方式投資情況對比見表5，前20a運(yùn)營費(fèi)用對比見表6。由表5、表6可知：①無軌運(yùn)輸系統(tǒng)較有軌運(yùn)輸節(jié)省資金4 491萬元；②有軌運(yùn)輸不但運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜，巖巷工程量大，而且后期輔助運(yùn)輸存在較大的困難，工作面搬家時間長，大大影響了礦井的經(jīng)濟(jì)效益；③無軌膠輪車運(yùn)輸方式開拓巷道沿煤層巷道布置，掘進(jìn)矸石量少，巷道掘進(jìn)費(fèi)用低、運(yùn)輸系統(tǒng)簡單、效率高，工作面搬家時間短，有利于提高礦井經(jīng)濟(jì)效益。

表5 2種運(yùn)輸方式投資情況對比 萬元

系統(tǒng)副井井筒/m井筒裝備/m輔運(yùn)石門/m回風(fēng)石門/m輔運(yùn)大巷/m順槽無極繩硐室/m順槽巖巷/m膠輪車存放硐室/m3膠輪車加油硐室回風(fēng)巷/m柴油機(jī)車加油檢修硐室/m3機(jī)車加油檢修硐室回風(fēng)巷/m有軌10824886825.7717.21747.2466.983105125無軌14780960969.3815.0279125系統(tǒng)礦用柴油機(jī)車/臺礦車及平板車等/臺無極繩絞車/套無極繩人車/套地面高位翻車機(jī)系統(tǒng)設(shè)備/套膠輪車檢修車間及配電室/m2加油站/m2高位翻矸操作間及配電室/m2有軌964131104607812無軌484550650

表6 前20 a運(yùn)營費(fèi)用對比 萬元

系統(tǒng)初期可比投資大巷無極繩絞車硐室順槽巖巷人員工資有軌17543384024087476196無軌244531790

注：表中人員費(fèi)用按人均費(fèi)用6萬元/a計(jì)算、測算時間為20 a，基準(zhǔn)收益率按10%計(jì)算。

3 結(jié) 語

無軌膠輪車運(yùn)輸是當(dāng)前較為先進(jìn)的輔助運(yùn)輸方式之一，從根本上克服了傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸方式的缺陷，為高產(chǎn)高效礦井建設(shè)提供了強(qiáng)有力的保證，建議有條件的新建礦井優(yōu)先采用無軌膠輪車運(yùn)輸。

2015-01-30)

郭占祥(1981—)，男，工程師，碩士，710075 陜西省西安市高新區(qū)。