趙志儒

(山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)馬家?guī)r煤業(yè)有限公司，山西太原030303)

·專題綜述·

新建礦井取消井底煤倉的利與弊

趙志儒

(山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)馬家?guī)r煤業(yè)有限公司，山西太原030303)

隨著現(xiàn)代化礦井建設(shè)的不斷推進(jìn)，優(yōu)化礦井設(shè)計(jì)，簡化煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)是減少煤礦事故的有效方法。本文從采煤工藝、掘進(jìn)工藝、帶式輸送機(jī)現(xiàn)代化技術(shù)裝備和安全的角度，分析了取消井底煤倉的原因，在減少煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，保證了礦井運(yùn)煤系統(tǒng)的連續(xù)性，有利于礦井建設(shè)，避免了施工和使用井底煤倉過程中發(fā)生的安全事故，同時(shí)減少了礦建工程量和投資成本。指出對地質(zhì)條件復(fù)雜和運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜的小型礦井不建議取消井底煤倉。

新建礦井;井底煤倉;運(yùn)輸

1 井底煤倉概述

井底煤倉有倉帽、倉身、斗倉3大部分組成，分為傾斜式和垂直式兩種，主要用于井下煤炭的臨時(shí)儲(chǔ)存，是井下煤炭運(yùn)至地面過程中的轉(zhuǎn)載硐室。井底煤倉結(jié)構(gòu)形式與開拓系統(tǒng)布置方式、井下裝載方式等因素有關(guān)。煤倉容量與井下運(yùn)輸方式、井筒提升設(shè)備布置形式、數(shù)量等有直接關(guān)系。井底煤倉應(yīng)盡量布置在圍巖穩(wěn)定、巖性較好、不穿越富含水層、易于維護(hù)的部位，以達(dá)到施工方便、安全、快速的目的。在中硬以上巖層內(nèi)煤倉的支護(hù)采用錨噴支護(hù)或素混凝土支護(hù)，在軟巖層或煤層內(nèi)煤倉的支護(hù)采用鋼筋混凝土支護(hù)。井底煤倉使用年限同礦井的服務(wù)年限一樣，周圍巷道關(guān)系較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與質(zhì)量要求較高，施工工藝較復(fù)雜。

2 新建礦井取消井底煤倉原因

過去，由于采掘工藝的落后、礦井運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜、運(yùn)輸能力較小等原因，必須依靠多個(gè)采煤工作面同時(shí)生產(chǎn)，才能保證礦井生產(chǎn)能力，設(shè)置井底煤倉作為煤炭運(yùn)輸中轉(zhuǎn)，對運(yùn)輸系統(tǒng)起到一個(gè)緩沖作用。隨著煤炭工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)水平的日益提高，礦井開拓部署的不斷改革，管理水平的不斷提高，采掘工藝和裝備的發(fā)展，尤其是綜采的全面推廣和應(yīng)用，礦井運(yùn)輸設(shè)備的不斷改革，回采工作面單產(chǎn)水平大幅度提高，國內(nèi)已出現(xiàn)了年產(chǎn)數(shù)百萬噸級(jí)，甚至千萬噸級(jí)的超級(jí)回采工作面。布置高產(chǎn)高效工作面，一個(gè)礦井一個(gè)回采工作面達(dá)到礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。礦井生產(chǎn)裝備機(jī)械化，使井底煤倉在煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中的地位越來越弱，甚至影響礦井安全生產(chǎn)。取消井底煤倉，自工作面采出的原煤經(jīng)運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)→上(下)山帶式輸送機(jī)→大巷帶式輸送機(jī)→井筒強(qiáng)力帶式輸送機(jī)→地面帶式輸送機(jī)→筒倉，減少了煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)，保證了礦井運(yùn)煤系統(tǒng)的連續(xù)性，主要表現(xiàn)在如下方面:

1)掘進(jìn)工藝由過去的打眼放炮落煤、人工裝煤、礦車運(yùn)輸，至耙?guī)r機(jī)裝煤、礦車運(yùn)輸，再至耙?guī)r機(jī)裝煤、皮帶運(yùn)輸，轉(zhuǎn)變?yōu)榫蜻M(jìn)機(jī)落煤、轉(zhuǎn)載機(jī)裝煤、連續(xù)皮帶運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)了落、裝、轉(zhuǎn)、運(yùn)連續(xù)作業(yè)。簡化了掘進(jìn)工序，提高了工效，掘進(jìn)工作面月單進(jìn)水平得到了大幅度提高。

2)采煤技術(shù)不斷發(fā)展，從爆破采煤工藝，到普通機(jī)械化采煤工藝，再到綜合機(jī)械化采煤工藝(綜采放頂煤工藝和一次采全高采煤工藝)，采煤工作面全部生產(chǎn)工序，如割煤、運(yùn)煤、工作面支護(hù)和采空區(qū)處理等過程都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化連續(xù)作業(yè)。采煤技術(shù)的進(jìn)步大幅度降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了回采工作面月單采水平。

3)帶式輸送機(jī)具有連續(xù)運(yùn)輸生產(chǎn)能力大、操作簡單、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、裝卸載附屬設(shè)備少等特點(diǎn)，已成為煤礦井下煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ摺捷斔蜋C(jī)的種類有普通帶式輸送機(jī)、可伸縮式帶式輸送機(jī)、鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)、大傾角帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)正朝著大功率、長距離、高速度方向發(fā)展，同時(shí)帶式輸送機(jī)的安全監(jiān)控技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，確保了帶式輸送機(jī)運(yùn)行的安全可靠。單機(jī)總功率達(dá)到5 000 kW，輸送長度達(dá)到10 km，運(yùn)量超過5 000 t/h，運(yùn)行速度超過5～6 m/s的帶式輸送機(jī)已經(jīng)在煤礦得到實(shí)際應(yīng)用。

3 新建礦井取消井底煤倉利弊

《山西省煤礦建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》第七十五條提出:主要運(yùn)輸大巷煤炭運(yùn)輸方式應(yīng)優(yōu)先選用帶式輸送機(jī);礦井宜布置井底煤倉，建設(shè)規(guī)模3.0 Mt/a及以上的大型礦井可采用帶式輸送機(jī)從回采工作面至地面的連續(xù)運(yùn)輸。山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)提出各生產(chǎn)礦井、建設(shè)礦井應(yīng)盡量對運(yùn)煤系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，取消井下各類煤倉(立井提升的井底煤倉除外)。

3.1 新建礦井取消井底煤倉利端

1)減少煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)，杜絕因井底煤倉而發(fā)生的安全事故。

井底煤倉施工難度大、工期長，需要做好“一通三防”和頂板安全工作，特別是爆破安全工作。取消井底煤倉后，存在如下優(yōu)勢:a)杜絕了施工期間的各類安全事故。b)杜絕了由于管理過程中存在缺陷，造成大塊煤、雜物、水等進(jìn)入煤倉，發(fā)生煤倉堵塞、涌倉和跑倉事故。c)杜絕了因施工工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、地質(zhì)條件發(fā)生變化、使用年限長等原因，造成煤倉垮塌事故。d)杜絕了因清理煤倉而發(fā)生的各類安全事故。e)減少了通風(fēng)環(huán)節(jié)，杜絕了因煤倉上部通風(fēng)不良，造成的瓦斯積聚現(xiàn)象。

2)取消井底煤倉，減少了礦建工程量和投資成本。

根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，井底煤倉的有效容量計(jì)算公式:Q=(0.15～0.25)A．其中Q為井底煤倉有效容積，t;A為礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量，t;0.15～ 0.25為系數(shù)，大型礦井取小值，中型礦井取大值。對于大型礦井，井底煤倉臨時(shí)存儲(chǔ)能力是日產(chǎn)量的1/7;對于中型礦井，井底煤倉臨時(shí)儲(chǔ)存能力是日產(chǎn)量的1/4．取消井底煤倉，不會(huì)對礦井生產(chǎn)能力造成影響。以山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)馬家?guī)r煤業(yè)有限公司90萬t/年為例，取消井底煤倉后，減少井巷工程量135 m，其中主井筒45 m，井底煤倉30 m，主井筒繞道車場60 m;減少建井投資252萬元;簡化了主井開拓系統(tǒng)，縮短了井筒建設(shè)工期。

3.2 新建礦井取消井底煤倉弊端

1)對于礦井運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜、運(yùn)輸能力小或運(yùn)輸距離遠(yuǎn)等情況，取消井底煤倉后，一旦運(yùn)煤系統(tǒng)出現(xiàn)故障，短時(shí)間內(nèi)不能排除，將影響工作面的正常生產(chǎn)。

2)取消井底煤倉，不利于礦井局部生產(chǎn)作業(yè)，將增加運(yùn)輸成本。

3)取消井底煤倉，當(dāng)采區(qū)采用帶式輸送機(jī)，大巷采用軌道列車運(yùn)輸時(shí)，無法發(fā)揮運(yùn)輸系統(tǒng)的潛力，保證連續(xù)均衡生產(chǎn)。

4)取消井底煤倉，當(dāng)主井運(yùn)煤系統(tǒng)檢修時(shí)，整個(gè)礦井將無法生產(chǎn)。

5)取消井底煤倉，不適用主井為立井且用箕斗提升的礦井。

6)取消井底煤倉，不適用同時(shí)開采多煤種且要求分裝分運(yùn)的礦井。

4 結(jié)語

我國煤炭資源分布地域廣，各地域煤炭資源條件差異較大，特別是長江以南和以北的開采條件懸殊較大，造就了現(xiàn)代化礦井裝備技術(shù)的不同。在保證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的前提下，摒棄傳統(tǒng)觀念，優(yōu)化礦井設(shè)計(jì)，取消井底煤倉，減少煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)煤系統(tǒng)的連續(xù)性，有利于高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)。

［1］張榮立，何國緯，李鐸．采礦工程設(shè)計(jì)手冊［M］．北京:煤炭工業(yè)出版社，2003:1852－1890.

［2］任潤厚．在山西省現(xiàn)代化礦井建設(shè)工作暨煤礦基本建設(shè)會(huì)議講話精神［C］．大同:山西省現(xiàn)代化礦井建設(shè)暨煤炭基本建設(shè)工作會(huì)議錄，2012:55－67.

Advantages and Disadvantages of New Mine Cancelling Shaft Bottom Coal Bunker

ZHAO Zhiru

With the advancement ofmodern mine construction，effective methods of reducing coalmine accidents are optimizingmine design and simplifying coal transportation links．Analyzes the reasons of cancel shaft bottom coal bunker from coalmining technology，advancing technique，modern technology equipmentof conveyor and safety．On the basis of decrease coal transportation links，ensures the continuity of coalmine transportation system．It is in favour of coalmine construction，aviods the accidenton construction and using shaftbottom coal bunker，at the same time reduces the quantity and investment cost on construction．Points out that it is not to suggest that cancel shaft bottom coal bunker to small coalmine of complicated geological condition and transport links．

New mine;Shaft bottom coal bunker;Transportation

TD264

B

1672－0652(2015)09－0051－02

2015－07－10

趙志儒(1965—)，男，山西太原人，1985年畢業(yè)于山西省地方煤礦學(xué)校，工程師，主要從事煤礦工程技術(shù)設(shè)計(jì)與管理工作(E－mail)496585168@qq．com