李山龍

摘 要：在煤礦生產(chǎn)過程中，井下軌道運輸是一項非常關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)。要實現(xiàn)煤礦正常采掘作業(yè)，必然要建立安全高效的運輸系統(tǒng)，來保證生產(chǎn)工作面所需設(shè)備和物料的運輸。近年來，隨著我國煤礦開采事業(yè)不斷發(fā)展，煤礦生產(chǎn)安全管理壓力日益增大，同時，現(xiàn)階段我國相當一部分煤礦進入開采年限中后期，成本投入不斷提升，開采條件日益復(fù)雜，運行成本壓力逐步增加，在巷道設(shè)計參數(shù)基本定型的前提下，對運輸線路進行適當改造，以滿足復(fù)雜多變的運輸需求，就顯得尤為迫切。本文主要針對在近垂直巷道交叉點進行大角度下山運輸作業(yè)時的軌道線路鋪設(shè)的創(chuàng)新設(shè)計進行論述。

關(guān)鍵詞：煤礦運輸；安全；近垂直巷道；線路鋪設(shè)；創(chuàng)新

中圖分類號：TD263 文獻標志碼：A

0 前言

東龐礦2600輔助采區(qū)位于礦井-480水平，北翼二期延伸巷道正前。該采區(qū)設(shè)計布置軌道巷、回風巷、皮帶巷各一條，3條巷道平行布置，方位為321° 59′ 50″，巷道間距均為34m。3條巷道間共布置5條聯(lián)絡(luò)巷道，其中第四聯(lián)絡(luò)巷自軌道巷向回風巷方向下山角度為31°，該巷道與軌道巷、回風巷、皮帶巷夾角均為81°，且生產(chǎn)過程中，需自軌道巷經(jīng)聯(lián)絡(luò)巷向回風巷運輸物料、設(shè)備等。

由于2600輔助采區(qū)軌道巷與第四聯(lián)絡(luò)巷為近垂直交叉，巷道交叉點空間不足，且聯(lián)絡(luò)巷下山角度為31°，如采用常規(guī)軌道線路鋪設(shè)方式，在交叉點處做出軌道平坡頭，將使聯(lián)絡(luò)巷下山運輸角度繼續(xù)增大至37°，嚴重威脅運輸作業(yè)安全，故在設(shè)計之初該方案即首先被排除；如不在交叉點處做平坡頭，按照常規(guī)鋪設(shè)方式，直接在巷道拐彎處鋪設(shè)彎道，則面臨以下問題：①由于下山運輸，運輸作業(yè)將面臨斜巷摘掛鉤、在斜面設(shè)置彎道等運輸問題，嚴重威脅作業(yè)人員人身安全；②運輸期間除設(shè)置圖1所示1號絞車外，還需在圖1所示2號絞車位置處設(shè)置彎道運輸專用絞車，增加運輸環(huán)節(jié)；③為滿足軌道鋪設(shè)安全間距要求，需對巷道拐角處圖1所示陰影部分進行擴幫施工，該施工會使導致巷道交叉點處頂板跨度增大，為后期巷道頂板維護、人員安全帶來較大隱患。

1 運輸軌道線路鋪設(shè)創(chuàng)新設(shè)計

為了避免上述所面臨運輸問題的出現(xiàn)，同時最大限度地保證運輸作業(yè)人員的人身安全，提高運輸作業(yè)安全系數(shù)，我們確定了以下原則作為該處軌道線路鋪設(shè)創(chuàng)新研究的前提：（1）必須設(shè)置平坡頭；（2）避免在斜面設(shè)置曲線軌道；（3）避免巷道擴幫導致交叉點處頂板跨度增加。

在通過現(xiàn)場實際觀測，并結(jié)合技術(shù)設(shè)計要求，我們改變了以往軌道鋪設(shè)施工的固定思維，首先，由于輔助軌道巷運輸軌道內(nèi)側(cè)空間有限，排除在內(nèi)側(cè)設(shè)置平坡頭方案，考慮利用巷道交叉點處輔助軌道巷內(nèi)運輸線路外側(cè)空間，在運輸線路另一側(cè)鋪設(shè)圓形平車場，使用左開道岔，巷道內(nèi)鋪設(shè)水平曲線車場，車場總長約7m，可臨時存放兩輛罐車；其次，軌道交叉處使用“井”字形交叉軌道，解決了兩條軌道交叉運輸問題，為平車場的鋪設(shè)提供了可能性。通過上述方案避免了斜巷摘掛鉤、斜面彎道運輸?shù)膯栴}，又充分利用巷道空間，做出車場、平坡頭，滿足該地區(qū)運輸?shù)管囆枨?，如圖1所示。

2 關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)

（1）打破以往軌道線路鋪設(shè)設(shè)計時在運輸方向設(shè)計平坡頭的固定思維，在空間不足的情況下，最大限度地利用巷道運輸線路外側(cè)原本已有空間，設(shè)計半圓形平車場，該車場既能夠滿足運輸期間臨時存車、倒車需求，又能夠在物料下運時起到平坡頭作用，一舉兩得，對運輸安全和運輸效率均有較大提升。

（2）使用“井”字形交叉軌道，解決了兩條軌道線路交叉運輸問題，為平車場的鋪設(shè)提供了可能性。

3 主要設(shè)計指標及應(yīng)用前后指標對比

（1）安全效益

運輸安全：該方案線路使用前，原設(shè)計方案線路在2號絞車彎道運輸作業(yè)過程中，多次出現(xiàn)罐車在斜面曲線段掉道情況，嚴重威脅運輸作業(yè)人員人身安全，自該方案使用后，只需安設(shè)一部1號絞車，運輸過程中未再出現(xiàn)罐車掉道情況，簡化運輸系統(tǒng)的同時從根本上提高了運輸作業(yè)安全性。

頂板安全：原軌道線路鋪設(shè)需對巷道夾角處進行擴幫，從而滿足正常運輸需要，而新型軌道鋪設(shè)最大程度利用了巷道空間，不需要對巷道進行擴幫，即減少了工程量，又避免了因擴幫而導致巷道交叉點跨度增大而帶來的后期巷道頂板下沉、開裂等安全隱患。

該方案具有極高安全效益。

（2）生產(chǎn)效率

該方案線路使用前，原設(shè)計方案線路在運輸作業(yè)過程中，軌道巷與回風巷同時運輸，每小班平均運輸物料4車，自該方案使用后，每小班平均運輸物料可達6車，生產(chǎn)效率提升50%。

（3）巷道擴幫作業(yè)成本

原設(shè)計方案需對曲線處巷幫進行擴幫施工，以滿足軌道鋪設(shè)要求，該擴幫施工共需用工約30個，依據(jù)我礦人均工資標準，每工按照286元計算，共計8580元，頂幫支護成本約8000元，共計16580元。

4 應(yīng)用推廣前景

運輸系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中地位舉足輕重，運輸事故在煤礦事故中占據(jù)較大比例，近年來，隨著我國煤礦開采事業(yè)不斷發(fā)展，國家不斷在煤礦開采設(shè)計、安全監(jiān)管、事故追究等環(huán)節(jié)加大管理力度，煤礦生產(chǎn)安全管理壓力日益增大，同時，現(xiàn)階段我國相當一部分煤礦進入開采年限中后期，成本投入不斷提升，開采條件日益復(fù)雜，運行成本壓力逐步增加，在巷道設(shè)計參數(shù)基本定型的前提下，對運輸線路進行適當改造，以滿足復(fù)雜多變的運輸需求，就顯得尤為迫切。

該線路設(shè)計避免了原運輸線路存在的斜巷摘掛鉤、斜面彎道運輸?shù)膯栴}，從根本上提高了運輸安全性，最大程度保證了作業(yè)人員人身安全；在運輸過程中，相比原運輸線路少使用一部彎道絞車，減少運輸環(huán)節(jié)，使運輸系統(tǒng)更加簡單；原軌道線路鋪設(shè)需對巷道夾角處進行擴幫，從而滿足正常運輸需要，而新型軌道鋪設(shè)最大程度利用了巷道空間，不需要對巷道進行擴幫，既減少了工程量，又避免了因擴幫而導致巷道交叉點跨度增大而帶來的后期頂板下沉、開裂等安全隱患；新型軌道線路“井”字形交叉道的使用是運輸線路實現(xiàn)的基礎(chǔ)，對今后同類軌道的鋪設(shè)具有重要的借鑒意義。

該線路設(shè)計為同類巷道運輸線路鋪設(shè)提供了解決方案，對井下巷道空間不充足情況下軌道鋪設(shè)具有一定借鑒意義。

參考文獻

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