孙疃矿采区运输人行上山合一技术应用

2010-07-31张红星

中国新技术新产品 2010年17期

张红星

（孙疃煤矿保运二区，安徽淮北 235000）

1 前言

在采区内通常开掘两条上山：①运输上山：用于运煤、行人、回风；②轨道上山：用于运料、下放矸石、进风。近年来由于瓦斯事故，根据《煤矿安全规程》第113条规定，高瓦斯矿井必须设置至少1条专用回风巷，低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷；在采区行人问题上，根据《煤矿安全规程》第365条规定，同时考虑减轻职工的工作强度，应采用机械运送人员。因此采区巷道布置就发展为四条上山,这样工程量大，投产慢，费用高，因此进行设计优化，减少采区上山数量，减少成本提高效益。

2 孙疃矿81采区概况

孙疃矿属于高瓦斯矿井，煤层群联合布置形式。孙疃矿81采区为下山采区，后期开采的有7、8两个层煤，主采7煤层，可采储量150万吨。为近距离煤层群开采，采用联合布置。孙疃矿81采区2007年进行采区设计，布置运输上山、轨道上山和集中回风巷三条采区主体巷道。其中集中回风巷布置在7煤层中，轨道上山、运输上山均布置在煤层底板岩层中。采区底部与一水平垂高130m。在采区行人问题上，根据《煤矿安全规程》第365条规定，同时考虑减轻职工的工作强度，应采用机械运送人员。而我矿81采区无专门的行人上山。因此，需施工行人上山。

3 采区上山位置确定

采区集中上山的层位选择，要根据煤层群联合开采的煤层厚度、采区储量和采区上山服务年限、围岩性质、地质条件和运输设备等因素，综合技术和经济比较分析，确定合理位置。

一般有以下几种布置方式:煤层上山；岩石上山

3.1 煤层上山特点：沿煤层布置，掘进速度快，联络巷工程少，费用低，有利于超前探煤；当煤层倾角变化时，不利于留煤柱保护：（1）上山围岩是煤和软岩；维护条件差。（2）上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程。（3）易受采动影响。（4）不适合煤层较软的矿井，因此我矿不适合煤层上（下）山。

3.2 岩石上山特点：岩石上山布置：布置于煤层底板稳定的岩层中，避免构造破坏，距煤层10-20m。岩石上山优点：维护费用低；煤损少。可跨上山开采，加大采面连续推进长度；生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进，能合理处理上山与平巷的平面或立面相交工程，绕道工程量小。

岩石上山适用条件：（1）单一厚煤层（3个分层），或近距煤层群联合布置；（2）采区服务年限 3年以上；（3）岩石施工能力强；（4）煤层底板岩层较稳定，无承压水。（5）孙疃矿81采区7、8煤层服务年限为6年，因此选岩石上山。

4 孙疃矿81采区行人上山位置确定

矿井最初选择了在轨道上山内安设斜巷人车运送人员的方案，但是斜巷人车管理相对复杂、安全可靠性不强，因此轨道人行合一被否决。在这种情况下，不得不继续寻找一种安全上更加可靠，同时经济上也较为合理的采区行人方案。

方案一：另设计施工一条行人上山，安装架空乘人器。可以较好的解决机械运送人员问题，缺点是须施工行人上山及其附属岩石巷道约800m，成本太高，且需重新调整通风系统。

方案二：运输上山为岩石巷道，设计加宽运输上山，皮带机另一侧安装架空乘人器，采用运输行人合一。优点是经济合理，通风系统稳定不改变。此方案在集团公司已有过成功例子。

矿对集团公司岱河煤矿运输行人上（下）山合一布置调查研究，对7211运输行人上山合一布置的可行性进行了深入分析，认为7211运输上山巷道压力较小，具备将运输上山断面设计加宽，安设乘人器的条件；二是乘人器中间上下人员少，运送人员管理相对简单。最终确定了将7211运输上山设计加宽采用运输行人上山合一布置，在运输上山内安设胶带输送机和乘人器，一巷多用的技术方案。

5 孙疃矿7211运输、行人上山合一布置

5.1 孙疃矿7211运输上山概况：

7211运输上山下口位于一水平南翼主运皮带机上方，上口延伸至采区最底部，采区底部与一水平垂高130m，设计长度650m，做为81采区7、8煤运煤路线，全部为岩巷，跟中腰线施工，采用锚喷支护，半圆拱形断面。

5.2 7211运输、行人上山断面确定：

胶带运输机采用带宽1.0m、架宽1.3-1.4m的强力皮带机，长度650m，最大输送量450t/h，胶带运行速度2m/s。强力皮带机分别安设堆煤保护、防滑保护、防撕裂保护、断带保护、温度保护、烟雾保护以及防跑偏装置、自动洒水喷雾装置、沿途报警、沿途急停等多种安全装置。

架空乘人器运行长度驱动轮直径1m，两绳间距1.1m，托轮间距6m，乘坐吊椅间距15m，运行速度0.9m/s，最大输送能力260人/小时。架空乘人器两端下人处安设简易提醒装置和过位自动断电停车保护。由于巷道跨度较大，且乘人器在巷道一侧，因此将原固定托轮的金属横梁改为吊杆吊挂。

皮带距巷帮间距0.5m(规程第22条)，皮带宽度1.4m，皮带距斜巷索道人车距离0.7m，斜巷索道人车宽度0.9m，斜巷索道人车距巷帮0.7m(规程第368条)，合计巷道最小宽度4.2m（巷道断面见附图），考虑巷道变形及安全间距较理论设计的行人上山宽度增加0.6m。为保证设备、巷帮及行人的安全间距，7211运输上山实际设计净宽确定为4.8m，高3.1米直墙三心拱形。

6 孙疃矿7211运输行人上山合一布置安全经济效益

孙疃矿7211运输行人上山设计断面图

胶带输送机和乘人器留设的安全间距符合《煤矿安全规程》要求，乘人器运行状况良好。7211运输行人上山合一布置，减少施工800余米的上山及联巷工程，直接减少材料、工资等初期投入400多万元，后期巷道维护的人力和材料投入等也可相应减少；采区的生产系统、通风系统更加简单、稳定、可靠，有利于采区的安全高效生产；较单做行人上山缩少了采区煤柱压占范围，有利于采区煤炭资源的充分回收；缩短了采区投产时间，显著增加了矿井经济效益；可实现操作合一，减少用工。