李山龍

摘 要：在煤礦生產(chǎn)過程中，井下軌道運(yùn)輸是一項(xiàng)非常關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)煤礦正常采掘作業(yè)，必然要建立安全高效的運(yùn)輸系統(tǒng)，來保證生產(chǎn)工作面所需設(shè)備和物料的運(yùn)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(shí)，現(xiàn)階段我國相當(dāng)一部分煤礦進(jìn)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(yùn)行成本壓力逐步增加，在巷道設(shè)計(jì)參數(shù)基本定型的前提下，對(duì)運(yùn)輸線路進(jìn)行適當(dāng)改造，以滿足復(fù)雜多變的運(yùn)輸需求，就顯得尤為迫切。本文主要針對(duì)在近垂直巷道交叉點(diǎn)進(jìn)行大角度下山運(yùn)輸作業(yè)時(shí)的軌道線路鋪設(shè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

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

中圖分類號(hào)：TD263 文獻(xiàn)標(biāo)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(jì)布置軌道巷、回風(fēng)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(fēng)巷方向下山角度為31°，該巷道與軌道巷、回風(fēng)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(fēng)巷運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)處做出軌道平坡頭，將使聯(lián)絡(luò)巷下山運(yùn)輸角度繼續(xù)增大至37°，嚴(yán)重威脅運(yùn)輸作業(yè)安全，故在設(shè)計(jì)之初該方案即首先被排除；如不在交叉點(diǎn)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(yùn)輸，運(yùn)輸作業(yè)將面臨斜巷摘掛鉤、在斜面設(shè)置彎道等運(yùn)輸問題，嚴(yán)重威脅作業(yè)人員人身安全；②運(yùn)輸期間除設(shè)置圖1所示1號(hào)絞車外，還需在圖1所示2號(hào)絞車位置處設(shè)置彎道運(yùn)輸專用絞車，增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)；③為滿足軌道鋪設(shè)安全間距要求，需對(duì)巷道拐角處圖1所示陰影部分進(jìn)行擴(kuò)幫施工，該施工會(huì)使導(dǎo)致巷道交叉點(diǎn)處頂板跨度增大，為后期巷道頂板維護(hù)、人員安全帶來較大隱患。

1 運(yùn)輸軌道線路鋪設(shè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

為了避免上述所面臨運(yùn)輸問題的出現(xiàn)，同時(shí)最大限度地保證運(yùn)輸作業(yè)人員的人身安全，提高運(yùn)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(kuò)幫導(dǎo)致交叉點(diǎn)處頂板跨度增加。

在通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)，并結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì)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(yùn)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(diǎn)處輔助軌道巷內(nèi)運(yùn)輸線路外側(cè)空間，在運(yùn)輸線路另一側(cè)鋪設(shè)圓形平車場(chǎng)，使用左開道岔，巷道內(nèi)鋪設(shè)水平曲線車場(chǎng)，車場(chǎng)總長(zhǎng)約7m，可臨時(shí)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(yùn)輸問題，為平車場(chǎng)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(yùn)輸?shù)膯栴}，又充分利用巷道空間，做出車場(chǎng)、平坡頭，滿足該地區(qū)運(yùn)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(jì)時(shí)在運(yùn)輸方向設(shè)計(jì)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(yùn)輸線路外側(cè)原本已有空間，設(shè)計(jì)半圓形平車場(chǎng)，該車場(chǎng)既能夠滿足運(yùn)輸期間臨時(shí)存車、倒車需求，又能夠在物料下運(yùn)時(shí)起到平坡頭作用，一舉兩得，對(duì)運(yùn)輸安全和運(yùn)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(yùn)輸問題，為平車場(chǎng)的鋪設(shè)提供了可能性。

3 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)及應(yīng)用前后指標(biāo)對(duì)比

（1）安全效益

運(yùn)輸安全：該方案線路使用前，原設(shè)計(jì)方案線路在2號(hào)絞車彎道運(yùn)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(yán)重威脅運(yùn)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(hào)絞車，運(yùn)輸過程中未再出現(xiàn)罐車掉道情況，簡(jiǎn)化運(yùn)輸系統(tǒng)的同時(shí)從根本上提高了運(yùn)輸作業(yè)安全性。

頂板安全：原軌道線路鋪設(shè)需對(duì)巷道夾角處進(jìn)行擴(kuò)幫，從而滿足正常運(yùn)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(duì)巷道進(jìn)行擴(kuò)幫，即減少了工程量，又避免了因擴(kuò)幫而導(dǎo)致巷道交叉點(diǎn)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(jì)方案線路在運(yùn)輸作業(yè)過程中，軌道巷與回風(fēng)巷同時(shí)運(yùn)輸，每小班平均運(yùn)輸物料4車，自該方案使用后，每小班平均運(yùn)輸物料可達(dá)6車，生產(chǎn)效率提升50%。

（3）巷道擴(kuò)幫作業(yè)成本

原設(shè)計(jì)方案需對(duì)曲線處巷幫進(jìn)行擴(kuò)幫施工，以滿足軌道鋪設(shè)要求，該擴(kuò)幫施工共需用工約30個(gè)，依據(jù)我礦人均工資標(biāo)準(zhǔn)，每工按照286元計(jì)算，共計(jì)8580元，頂幫支護(hù)成本約8000元，共計(jì)16580元。

4 應(yīng)用推廣前景

運(yùn)輸系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中地位舉足輕重，運(yùn)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(jì)、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(shí)，現(xiàn)階段我國相當(dāng)一部分煤礦進(jìn)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(yùn)行成本壓力逐步增加，在巷道設(shè)計(jì)參數(shù)基本定型的前提下，對(duì)運(yùn)輸線路進(jìn)行適當(dāng)改造，以滿足復(fù)雜多變的運(yùn)輸需求，就顯得尤為迫切。

該線路設(shè)計(jì)避免了原運(yùn)輸線路存在的斜巷摘掛鉤、斜面彎道運(yùn)輸?shù)膯栴}，從根本上提高了運(yùn)輸安全性，最大程度保證了作業(yè)人員人身安全；在運(yùn)輸過程中，相比原運(yùn)輸線路少使用一部彎道絞車，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，使運(yùn)輸系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單；原軌道線路鋪設(shè)需對(duì)巷道夾角處進(jìn)行擴(kuò)幫，從而滿足正常運(yùn)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(duì)巷道進(jìn)行擴(kuò)幫，既減少了工程量，又避免了因擴(kuò)幫而導(dǎo)致巷道交叉點(diǎn)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(yùn)輸線路實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，對(duì)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(jì)為同類巷道運(yùn)輸線路鋪設(shè)提供了解決方案，對(duì)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。

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