优化设计Ⅱ13采区人行运输合一技术应用

摘 要：煤矿开采过程中为考虑瓦斯、行人、设备等综合因素，采区准备巷道布置方式，就发展为四条上（下）山的局面，此设计工程量大，投产慢，费用高，为解决此矛盾，减少采区上（下）山数量，减少成本，提高效益，进行采区设计优化。

关键词：采区下山；人行下山；回风下山；运输人行合一

1 前言

煤矿开采过程中为考虑瓦斯、行人、设备等综合因素，采区准备巷道布置方式，就发展为四条上（下）山的局面，此设计工程量大，投产慢，费用高，为解决此矛盾，减少采区上（下）山数量，减少成本，提高效益，进行采区设计优化，在不影响安全，使用的前提下，合并巷道，提高巷道使用率。

2 临涣煤矿Ⅱ13采区概况

临涣煤矿属于煤与瓦斯突出矿井，煤层群联合布置形式。Ⅱ13采区位于二水平东翼，为下山采区，有7、8、9、10四层煤，主采7、9煤层，可采储量1526万吨。

3 采区下山位置确定

采区集中下山的层位选择，要根据煤层群联合开采的煤层厚度、采区储量和采区下山服务年限、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。

由于淮北矿区新井为煤与瓦斯突出矿井，煤层赋存深，巷道压力比较大，不适合布置煤层准备巷道，因此只能开掘岩石准备巷道。

岩石下山布置：布置于煤层底板稳定的岩层中，避免构造破坏，距煤层10～20m。岩石下山优点：维护费用低；煤损少。可跨下山开采，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，能合理处理下山与平巷的平面或立面相交工程，绕道工程量小。

4 临涣煤矿Ⅱ13采区行人下山位置确定

2007年临涣煤矿Ⅱ13采区进行初步设计，布置运输、轨道、专用回风山和人行四条下山，满足煤矿安全规程要求。

矿井最初设计专门的行人下山的方案，但该采区煤层倾角小，下山距离长，下山长1150m，工程量大，施工工期长。为解决此矛盾，减少采区上（下）山数量，减少成本，提高效益，在不影响安全，使用的前提下，合并巷道，进行采区设计优化，优化方案：

方案一：在轨道下山内安设斜巷人车，但是斜巷人车管理相对复杂、安全可靠性不强。

方案二：在运输下山皮带机另一侧安装架空乘人器，采用运输行人合一布置。优点是经济合理，通风系统稳定。缺点是巷道断面大，且临涣煤矿没有类似的经验。

经过调查研究，对Ⅱ13采区运输行人下山合一布置的可行性进行了深入分析，认为Ⅱ13采区一是巷道是岩巷且压力较小，具备在原运输下山进一步刷大，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。最终确定了将原运输下山刷大采用运输行人下山合一布置，在运输下山内安设胶带输送机和乘人器，一巷多用的技术方案。

5 临涣煤矿Ⅱ13采区运输、行人下山合一布置

5.1 临涣煤矿Ⅱ13采区运输下山概况

Ⅱ13采区运输下山位于Ⅱ13采区中部回风下山左侧，运输下山由二水平主运下山机头延伸至采区最底部，最下部与采区进风大巷连接垂高150m，设计长度1150m，做为Ⅱ13采区运煤路线，全部为岩巷，跟中腰线施工，采用锚喷支护，半圆拱形断面，原设计宽4.1m，高3.4m，断面12.14m2。

5.2 Ⅱ13采区运输、行人下山断面确定

胶带运输机采用带宽1.0m、架宽1.4m的强力皮带机，长度1100m，最大输送量630t/h，胶带运行速度2.5m/s。强力皮带机分别安设多种安全装置。

架空乘人器运行长度驱动轮直径1.4m，两绳间距1.4m，托轮间距8m，乘坐吊椅间距15m，运行速度1.06m/s，最大输送能力254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。将托轮固定在金属横梁上，金属横梁由11#工字钢加工。

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4.7m，考虑巷道变形及安全间距较原设计的行人下山宽度增加0.6m。为保证设备、巷帮及行人的安全间距，Ⅱ13采区运输下山变更设计后的净宽确定为5.0m直墙半圆拱形（巷道断面见附图2）。

6 临涣煤矿Ⅱ13采区运输行人下山合一布置安全经济效益

Ⅱ13采区运输行人下山合一布置，减少施工1150m的下山及联巷工程，直接减少材料、工资等初期投入1750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。

7 临涣煤矿Ⅱ13采区运输行人下山合一布置推广应用及注意事项

为进一步简化生产系统，提高经济效益，改变集团公司绝大多数采区均布置轨道、运输、行人、回风四条下山的局面，减少采区投产工程量，缩短工期，减少投入，做到既安全又高效，具体应做到：

（1）新采区设计时优先考虑运输行人合一布置，经济效益明显。

（2）优化巷道断面设计，提前做好设备选型工作。目前架空乘人器可供选择的型号较多，可根据情况选择绳间距较小的乘人器，进一步缩小运输行人合一巷道断面，以减小巷道掘进工程量，提高经济效益。

（3）巷道设计和施工时，应充分考虑胶带运输机、乘人器等设备机头、机尾硐室或扩大部分对安全间距的影响，保证运行安全可靠。

（4）设备的各种保护确保完好，并做好防止皮带飞矸、断带的防护工作。

（5）运输行人合一布置可以推广应用。

参考文献

[1]钱鸣高，石平五，许家林.矿山压力与岩层控制[M].中国矿业大学出版社.2010.

[2]鲁岩.构造应力场影响下的巷道围岩稳定性原理及其控制研究[M].中国矿业大学出版社.2008.

[3]徐永析.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

作者简介：姚军峰（1977，9-），男，汉族，河南漯河人，工程师，毕业于淮南工业学院采矿工程专业，现就职淮北工业建筑设计院有限责任公司。