伯方煤矿运输系统技术改造优化分析

赵其林

（山西兰花科技创业股份有限公司 伯方煤矿分公司，山西 高平 048411）

伯方煤矿运输系统技术改造优化分析

赵其林

（山西兰花科技创业股份有限公司 伯方煤矿分公司，山西 高平 048411）

山西兰花伯方煤矿在90万t～180万t技改过程中,经对旧巷道综合利用,并对井下运输系统优化改造，提高了矿井运输能力,实现了巷道运输的集中化。文章介绍伯方煤矿井下运输系统技改中,选用优化设计方案、优化巷道断面尺寸、优选巷道施工方案、优选巷道支护形式等经验，可供同行参考借鉴。

矿井运输系统；光爆锚喷；锚索补强；优化改造

伯方煤矿现采3号煤层，原矿井主要运输系统由架线式电机车牵引3t底卸式矿车承运，主石门大巷布置在岩层中，矿井运输能力90万t，中央皮带下山巷与主石门大巷间有部分巷道重迭，中央煤仓上口距主石门大巷巷顶27 m，两巷中线平距相错0.7 m。随着变电站供电能力的改造、风机更换、井下投入两套综放后，3 t底卸式矿车运输不能适应生产；须对运输系统进行改造，使井下运输能力与其生产、通风、机电匹配，才能适应运输系统的集中化，使矿井生产能力达到180万t。

图1 伯方煤矿的运输系统技术改造设计方案

1 正确选择优化设计方案

中央皮带下山是中央盘区的主要运输巷道，布置在3号煤层底板中，全长400 m，自1997年盘区回采后至今，巷道只作通风和行人巷道，中央皮带上山为房柱式采空区，资料不全。

方案：综合利用中央皮带下山原有巷道，中央皮带下山巷道延伸布置在岩层中，根据集中运输巷皮带机尾位置要求，采用立交三岔和主石门正头大巷贯通相连；中央皮带上山延伸巷道穿赿采空后、巷道布置岩层中，根据集中运输巷皮带机头位置要求，考虑主石门大巷进料行人、错过平面立交三岔、充分选取合适坡度、使开拓进尺最少，采用立交三岔和主石门大巷贯通相连。在集中胶带巷合适位置开口，布置岩层巷道并作南翼立交三岔同南翼运输大巷通，见图1。经对巷道穿过岩层的分析，施工中处理好主石门大巷、中央煤仓上口平面三岔、穿过采空区的关系，经论证认为该方案是经济、合理、技术可行的布置形式。

2 合理优化巷道断面尺寸

巷道断面尺寸设计中，应在满足巷道运输的要求时，力求提高断面利用率、缩小断面尺寸。

根据集中胶带巷所穿过岩层的不同，应在满足安全运输的前提下，确定巷道为永久支护及巷道各段断面尺寸。（1）皮带下山岩层巷道，采用三心拱断面，巷道墙高1.8m，三心拱宽度3.3m。（2）中央皮带上山开口处，处在平面立交三岔处、且所穿过的为煤层，前20 m巷道采用三心拱断面，巷道墙高1.8 m，三心拱宽度3m；穿越采空区采用三心拱断面，巷道墙高1.8 m，三心拱宽度3.3m。（3）集中胶带巷巷顶距煤层底板5m后，采用矩形断面，墙高2.4m，巷宽3.3m。

3 优化巷道支护方案

选择支护方案是现有巷道开挖后能否实现使用期内巷道处于稳定状态的关键之一。伯方煤矿井田开拓在煤体、软岩巷道施工中的实践体会是：对于不同的围岩采用不同的支护，根据服务年限的长段、控制围岩变形时间，才能取得巷道支护的设计效果。

（1）支护方案：伯方煤矿巷道支护实践经验表明，目前较理想的一次支护结构型式是锚喷支护。锚喷支护中，锚杆通过轴向受力产生的拉应力既能最大限度地提高围岩的承载能力和稳定性，又能通过销钉效应提高围岩岩体的自身强度；混凝土层虽然较薄，但能承受较大变形，还有一定的支撑力；在不使围岩进入有害的变形情况下，允许一定数时的塑形变形，不但最大限度地发挥围岩的自承能力，还能对围岩及时封闭、而使围岩紧密结合共同起着支承作用，改善围岩的应力状态和保护围岩原有岩体强度。巷道二次支护应避开围岩变形阶段，即在岩体应力充分释放后，实施二次支护，这样能减少围岩对支护的压力，提高支护效果。二次支护可用粗料石砌碹、钢筋混凝土砌碹支护，也可采用锚喷支护。

（2）支护方案实例：①立交三岔处于煤体层，直墙用锚杆、加混凝土浇铸，拱顶用粗料石砌碹，并在墙体中挖壁槽深200mm，锚杆间排距800mm×800mm，使用普通锚杆，锚固剂型号3538，混凝土标号C20，浇铸厚度500mm，这种软岩处理方法较简便；牛鼻子处采用整体浇铸，且在牛鼻子口配有0.6m的钢筋框架一个，可收到好效果。②牛鼻子上巷道和穿过采空区处，采用粗料石砌碹，支护厚度300mm。③集中胶带巷，巷底距主石门巷顶或巷顶距采空区底板达到5m岩柱后，改为锚喷支护，锚杆间排距800 mm×800 mm，锚杆使用普通锚杆，锚固剂型号3538，锚杆外挂金属网，并喷射100mm混凝土。见图2。

4 优化施工方案

（1）立交三分岔施工时，采用分段作业、分次放炮，且避开对主石门大巷的震动和破坏，短掘短砌；牛鼻子上口施工时，全段须一次打够断面，采用锚杆挂网临时支护，超前支护采用木垛接顶支护。（2）集中胶带巷道穿过主石门大巷平面三岔时，集中胶带巷巷底距主石门大巷平面三岔巷顶为1 m，施工队采用中上部掏槽、放小炮，下部采用风镐破岩跨过三岔拱顶8 m，再改为光面爆炮，穿过后末对主石门大巷拱顶造成破坏。集中胶带巷巷顶距采空区底板达5m岩柱上，为光面爆破；岩柱小于5 m后，改为分次爆破，安全穿过采空区。（3）集中胶带巷穿过岩层破碎带，采用锚索加槽钢补强作用来控制顶板。（4）中央皮带上山开口处在巷道跨度大、处在平面三岔中，开工前先对三岔进行锚网索耦合支护，巷道开口6采用两侧导硐法施工。

图2 巷道锚喷支护

5 结束语

伯方煤矿对矿井运输系统进行改造，选择了合理开拓方案，实现了主石门大巷和集中胶带巷通过立交三岔直接贯通，解决了集中胶带巷与运输大巷、采空区间的空间关系，为相似条件下的巷道开拓布置提供了借鉴经验。

Optimization Analysis on Transportation System Technological Transformation in Bofang Mine

ZHAO Qi-lin
(Bofang Mine Branch of Lanhua Science and Technology Investment Co.Ltd.,Gaoping Shanxi 048411)

In the process of technology transformation of Bofang mine from 0.9 million to1.8 million tons, the comprehensive utilization of old roadways and the renovation of transportation system underground increased the mine's transportation ability and realized its system centralization.The paper introduced the optimization design plan,intersection sizes,construction plan,and support patterns for the peer reference.

transportation system in mines;smooth blasting and bolt-spray;strengthening headentry with cable;reformation

TD529

A

1672-5050（2012）11-0066-02

2012-05-15

赵其林（1962—），男，山西高平人，本科，政工师，从事煤矿技术管理工作。

徐树文