煤矿上山掘进轨道双提升系统的设计及应用

张阳+代星军+伏新民

摘要： 本文介绍了煤矿长斜巷正头掘进与斜巷中段联巷掘进同时施工的新型运输方式。

Abstract： This paper introduces the coal mine long inclined lane head advancing and inclined lane middle lane tunneling simultaneous construction， which is a new mode of transportation.

关键词： 双系统提升；信号流程设计；双绞车布置

Key words： double hoisting system；signal process design；dual winch arrangement

中图分类号：[TD444] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）09-0015-02

0 引言

煤矿采区上山掘进时，经常伴随着斜巷中段联巷施工。煤矿生产，时间即是效益，当生产需要必须要在两条上山掘进的同时进行避难硐室施工时，如图1所示，21采区轨道上山及21采区胶带上山之间，有21采区永久避难硐室需要施工。如何在满足生产安全条件的前提下进行最快速度的施工是本项目要解决的最主要问题。

1 施工运输方案介绍

斜巷两条上山与联巷施工同步进行时，运输方式主要考虑以下几种（以图1为例）：

1.1 胶带机运输 21采区永久避难硐室施工由21采区胶带运输上山斜巷开始施工，采用炮掘方式，配合耙矸机、刮板运输机与胶带运输上山皮带搭接，将掘进出矸通过皮带运出。

1.2 单提升绞车运输 21采区永久避难硐室施工由21采区轨道运输上山斜巷开始施工，与上山迎头掘进共用一套提升系统，避难硐室矸车提放与上山迎头矸车的提放交替进行。

1.3 双提升绞车运输 21采区永久避难硐室施工由21采区轨道运输上山斜巷开始施工，在21采区轨道运输上山斜巷，设立两套独立的提升系统，两个工作面同时施工。斜巷同时有2套绞车进行提升，两个掘进面提升运输互不影响，各自没有制约。

2 斜巷双提升双信号系统的设计

2.1 双绞车的布置方式设计 在同一斜巷设置双绞车提升时，必须考虑两台绞车的布置方式。以某煤矿21采区为例，上山掘进迎头布置1台绞车，根据提升条件选择JD-4调度绞车[1]。提升时采用倒拉绞车方式，在迎头耙矸机上借助耙矸机的压柱作用，在耙矸机下合适位置安装一套反向滑轮[2]，采用倒拉方式进行提升。而另一条掘进工作面在斜巷中段联巷内，将绞车布置在斜巷偏口上方位置，利用直接提升的方式满足第二套系统的提升。如图2所示，在轨道上山斜巷内，避难硐室偏口向上10m处设置1台绞车，根据提升能力计算[1]，调度绞车型号选用JD-1.6。

两套绞车同时使用时，必须对处在巷道内的JD-1.6调度绞车操作地点进行安全防护，以保障绞车操作时人员和设备的安全。采取安全保障措施如下[3]：JD-1.6调度绞车后方（上山方向）8m处打设一堵C20钢筋混凝土挡墙（长×宽×高：1700×500×1500mm），用来保护绞车工。挡墙的底板固定不少于6根Φ20×2500mm树脂锚杆，挡墙与巷帮的固定不少于4根Φ20×2500mm树脂锚杆，锚杆的外露长度不小于500mm，锚杆的锚固力不小于3T。中间用1200×1000×6mm网片进行绑扎固定，然后用强度不小于C20混凝土浇筑。挡墙的后方安装一道11号矿用工字钢加工的护身梯。在JD-1.6调度绞车和30kg间与挡墙外侧平齐处安装不少于4根Φ200mm硬圆木用来保护绞

车工。

按照相关要求将斜巷内轨道改造成双股道，双股道中心间距1600mm，迎头使用30kg/m轨道，避难硐室施工采用22kg/m轨道。

2.2 绞车信号及红灯设计 双提升系统绞车在同一条斜巷内运行，必须进行红灯信号的区分及信号传递流程的设计。另外双提升系统的同时运行必须对工作面间的打点联系进行整体设计，达到统筹安排，清晰运行，互不干扰的目的。

提升信号流程设计：以某煤矿21采区轨道上山为例，轨道上山双提升系统运行时的信号联系分为4部分，分别是底弯道信号点、21采区轨道上山信号点、21采区永久避难硐室信号点和1#躲避硐室处信号点。其中，1#避难硐室为底弯道向上40m处第一个避难硐室，此处设为信号总联系点，两绞车的运行和终止信号必须经由1#躲避硐室信号点发出。具体信号操作如图3所示。由图3可以看出，1号躲避硐的信号为提升系统的运行及停止信号，调度绞车的运行和终止信号必须由1号躲避硐内的信号工发送。1号躲避硐内的信号工主要负责其它地区信号工发送的信号的传输和终止工作，是所有信号的传输纽带。

1号躲避硐内的信号工必须兼顾2号挡车梯和3号挡车梯（如图3所示）的开闭工作。若两条轨道车辆同时运行至斜巷50米处，1号躲避硐室内的信号工应立即打点将避难硐室调度绞车、21采区轨道上山调度绞车都停止运行。然后重新用信号联系优先21采区轨道上山矿车通行。在其它的情况下，先到的列车优先通行。当底弯道有矿车停放或摘挂钩时，另一条轨道上的矿车运行至斜巷50m处，1号躲避硐内的信号工把钩工应立即发送运行中的绞车的停车信号，将该绞车停止运行。等待下方的列车上提运行通过斜巷的挡车梯，方可允许停止的绞车进行提升。

3 项目应用效果

本项目在某煤矿东翼21采区轨道上山实施，为21采区轨道上山掘进和21采区永久避难硐室施工同时提供服务，在2012年12月18日至2013年1月22日期间完成了66.6m的永久避难硐室施工和87m的轨道巷上山施工。双提升系统的实施，保障了原轨道迎头的进度，每班出渣量与单系统时的出渣量基本持平，同时保障了永久避难硐室的施工进度，与迎头共同施工的情况下，达到了生产进度双倍生产速度的效果。

4 总结

本项目通过研究论证，创造性的在同一斜巷内使用双提升系统进行运输，通过对原单系统提升运输轨道的改造设计、双提升系统信号及红灯的区分设计、斜巷双绞车的布置以及信号流程的设计等方面，实现了同一斜巷内双提升系统同时安全运行。双提升系统提升条件下，原单提升系统的工作进度基本保持，在此基础上增加了另一系统，达到了双倍生产进度的效果，是快速推进生产的有效手段。可以在同类型的施工中大力推广。

参考文献：

[1]闫方，谢江宾.矿井斜井用小绞车和钢丝绳选型设计[J].机电信息，2011（30）.

[2]司海军.对“定滑轮”与“动滑轮”辨别的探讨[J].新课程（教研），2011（06）.

[3]徐立功，李浩，陈祥林，陈军.锚杆参数对围岩稳定性影响的数值分析[J].岩土工程学报，2010（S2）.endprint

摘要： 本文介绍了煤矿长斜巷正头掘进与斜巷中段联巷掘进同时施工的新型运输方式。

Abstract： This paper introduces the coal mine long inclined lane head advancing and inclined lane middle lane tunneling simultaneous construction， which is a new mode of transportation.

关键词： 双系统提升；信号流程设计；双绞车布置

Key words： double hoisting system；signal process design；dual winch arrangement

中图分类号：[TD444] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）09-0015-02

0 引言

煤矿采区上山掘进时，经常伴随着斜巷中段联巷施工。煤矿生产，时间即是效益，当生产需要必须要在两条上山掘进的同时进行避难硐室施工时，如图1所示，21采区轨道上山及21采区胶带上山之间，有21采区永久避难硐室需要施工。如何在满足生产安全条件的前提下进行最快速度的施工是本项目要解决的最主要问题。

1 施工运输方案介绍

斜巷两条上山与联巷施工同步进行时，运输方式主要考虑以下几种（以图1为例）：

1.1 胶带机运输 21采区永久避难硐室施工由21采区胶带运输上山斜巷开始施工，采用炮掘方式，配合耙矸机、刮板运输机与胶带运输上山皮带搭接，将掘进出矸通过皮带运出。

1.2 单提升绞车运输 21采区永久避难硐室施工由21采区轨道运输上山斜巷开始施工，与上山迎头掘进共用一套提升系统，避难硐室矸车提放与上山迎头矸车的提放交替进行。

1.3 双提升绞车运输 21采区永久避难硐室施工由21采区轨道运输上山斜巷开始施工，在21采区轨道运输上山斜巷，设立两套独立的提升系统，两个工作面同时施工。斜巷同时有2套绞车进行提升，两个掘进面提升运输互不影响，各自没有制约。

2 斜巷双提升双信号系统的设计

2.1 双绞车的布置方式设计 在同一斜巷设置双绞车提升时，必须考虑两台绞车的布置方式。以某煤矿21采区为例，上山掘进迎头布置1台绞车，根据提升条件选择JD-4调度绞车[1]。提升时采用倒拉绞车方式，在迎头耙矸机上借助耙矸机的压柱作用，在耙矸机下合适位置安装一套反向滑轮[2]，采用倒拉方式进行提升。而另一条掘进工作面在斜巷中段联巷内，将绞车布置在斜巷偏口上方位置，利用直接提升的方式满足第二套系统的提升。如图2所示，在轨道上山斜巷内，避难硐室偏口向上10m处设置1台绞车，根据提升能力计算[1]，调度绞车型号选用JD-1.6。

两套绞车同时使用时，必须对处在巷道内的JD-1.6调度绞车操作地点进行安全防护，以保障绞车操作时人员和设备的安全。采取安全保障措施如下[3]：JD-1.6调度绞车后方（上山方向）8m处打设一堵C20钢筋混凝土挡墙（长×宽×高：1700×500×1500mm），用来保护绞车工。挡墙的底板固定不少于6根Φ20×2500mm树脂锚杆，挡墙与巷帮的固定不少于4根Φ20×2500mm树脂锚杆，锚杆的外露长度不小于500mm，锚杆的锚固力不小于3T。中间用1200×1000×6mm网片进行绑扎固定，然后用强度不小于C20混凝土浇筑。挡墙的后方安装一道11号矿用工字钢加工的护身梯。在JD-1.6调度绞车和30kg间与挡墙外侧平齐处安装不少于4根Φ200mm硬圆木用来保护绞

车工。

按照相关要求将斜巷内轨道改造成双股道，双股道中心间距1600mm，迎头使用30kg/m轨道，避难硐室施工采用22kg/m轨道。

2.2 绞车信号及红灯设计 双提升系统绞车在同一条斜巷内运行，必须进行红灯信号的区分及信号传递流程的设计。另外双提升系统的同时运行必须对工作面间的打点联系进行整体设计，达到统筹安排，清晰运行，互不干扰的目的。

提升信号流程设计：以某煤矿21采区轨道上山为例，轨道上山双提升系统运行时的信号联系分为4部分，分别是底弯道信号点、21采区轨道上山信号点、21采区永久避难硐室信号点和1#躲避硐室处信号点。其中，1#避难硐室为底弯道向上40m处第一个避难硐室，此处设为信号总联系点，两绞车的运行和终止信号必须经由1#躲避硐室信号点发出。具体信号操作如图3所示。由图3可以看出，1号躲避硐的信号为提升系统的运行及停止信号，调度绞车的运行和终止信号必须由1号躲避硐内的信号工发送。1号躲避硐内的信号工主要负责其它地区信号工发送的信号的传输和终止工作，是所有信号的传输纽带。

1号躲避硐内的信号工必须兼顾2号挡车梯和3号挡车梯（如图3所示）的开闭工作。若两条轨道车辆同时运行至斜巷50米处，1号躲避硐室内的信号工应立即打点将避难硐室调度绞车、21采区轨道上山调度绞车都停止运行。然后重新用信号联系优先21采区轨道上山矿车通行。在其它的情况下，先到的列车优先通行。当底弯道有矿车停放或摘挂钩时，另一条轨道上的矿车运行至斜巷50m处，1号躲避硐内的信号工把钩工应立即发送运行中的绞车的停车信号，将该绞车停止运行。等待下方的列车上提运行通过斜巷的挡车梯，方可允许停止的绞车进行提升。

3 项目应用效果

本项目在某煤矿东翼21采区轨道上山实施，为21采区轨道上山掘进和21采区永久避难硐室施工同时提供服务，在2012年12月18日至2013年1月22日期间完成了66.6m的永久避难硐室施工和87m的轨道巷上山施工。双提升系统的实施，保障了原轨道迎头的进度，每班出渣量与单系统时的出渣量基本持平，同时保障了永久避难硐室的施工进度，与迎头共同施工的情况下，达到了生产进度双倍生产速度的效果。

4 总结

本项目通过研究论证，创造性的在同一斜巷内使用双提升系统进行运输，通过对原单系统提升运输轨道的改造设计、双提升系统信号及红灯的区分设计、斜巷双绞车的布置以及信号流程的设计等方面，实现了同一斜巷内双提升系统同时安全运行。双提升系统提升条件下，原单提升系统的工作进度基本保持，在此基础上增加了另一系统，达到了双倍生产进度的效果，是快速推进生产的有效手段。可以在同类型的施工中大力推广。

参考文献：

[1]闫方，谢江宾.矿井斜井用小绞车和钢丝绳选型设计[J].机电信息，2011（30）.

[2]司海军.对“定滑轮”与“动滑轮”辨别的探讨[J].新课程（教研），2011（06）.

[3]徐立功，李浩，陈祥林，陈军.锚杆参数对围岩稳定性影响的数值分析[J].岩土工程学报，2010（S2）.endprint

摘要： 本文介绍了煤矿长斜巷正头掘进与斜巷中段联巷掘进同时施工的新型运输方式。

Abstract： This paper introduces the coal mine long inclined lane head advancing and inclined lane middle lane tunneling simultaneous construction， which is a new mode of transportation.

关键词： 双系统提升；信号流程设计；双绞车布置

Key words： double hoisting system；signal process design；dual winch arrangement

中图分类号：[TD444] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）09-0015-02

0 引言

煤矿采区上山掘进时，经常伴随着斜巷中段联巷施工。煤矿生产，时间即是效益，当生产需要必须要在两条上山掘进的同时进行避难硐室施工时，如图1所示，21采区轨道上山及21采区胶带上山之间，有21采区永久避难硐室需要施工。如何在满足生产安全条件的前提下进行最快速度的施工是本项目要解决的最主要问题。

1 施工运输方案介绍

斜巷两条上山与联巷施工同步进行时，运输方式主要考虑以下几种（以图1为例）：

1.1 胶带机运输 21采区永久避难硐室施工由21采区胶带运输上山斜巷开始施工，采用炮掘方式，配合耙矸机、刮板运输机与胶带运输上山皮带搭接，将掘进出矸通过皮带运出。

1.2 单提升绞车运输 21采区永久避难硐室施工由21采区轨道运输上山斜巷开始施工，与上山迎头掘进共用一套提升系统，避难硐室矸车提放与上山迎头矸车的提放交替进行。

1.3 双提升绞车运输 21采区永久避难硐室施工由21采区轨道运输上山斜巷开始施工，在21采区轨道运输上山斜巷，设立两套独立的提升系统，两个工作面同时施工。斜巷同时有2套绞车进行提升，两个掘进面提升运输互不影响，各自没有制约。

2 斜巷双提升双信号系统的设计

2.1 双绞车的布置方式设计 在同一斜巷设置双绞车提升时，必须考虑两台绞车的布置方式。以某煤矿21采区为例，上山掘进迎头布置1台绞车，根据提升条件选择JD-4调度绞车[1]。提升时采用倒拉绞车方式，在迎头耙矸机上借助耙矸机的压柱作用，在耙矸机下合适位置安装一套反向滑轮[2]，采用倒拉方式进行提升。而另一条掘进工作面在斜巷中段联巷内，将绞车布置在斜巷偏口上方位置，利用直接提升的方式满足第二套系统的提升。如图2所示，在轨道上山斜巷内，避难硐室偏口向上10m处设置1台绞车，根据提升能力计算[1]，调度绞车型号选用JD-1.6。

两套绞车同时使用时，必须对处在巷道内的JD-1.6调度绞车操作地点进行安全防护，以保障绞车操作时人员和设备的安全。采取安全保障措施如下[3]：JD-1.6调度绞车后方（上山方向）8m处打设一堵C20钢筋混凝土挡墙（长×宽×高：1700×500×1500mm），用来保护绞车工。挡墙的底板固定不少于6根Φ20×2500mm树脂锚杆，挡墙与巷帮的固定不少于4根Φ20×2500mm树脂锚杆，锚杆的外露长度不小于500mm，锚杆的锚固力不小于3T。中间用1200×1000×6mm网片进行绑扎固定，然后用强度不小于C20混凝土浇筑。挡墙的后方安装一道11号矿用工字钢加工的护身梯。在JD-1.6调度绞车和30kg间与挡墙外侧平齐处安装不少于4根Φ200mm硬圆木用来保护绞

车工。

按照相关要求将斜巷内轨道改造成双股道，双股道中心间距1600mm，迎头使用30kg/m轨道，避难硐室施工采用22kg/m轨道。

2.2 绞车信号及红灯设计 双提升系统绞车在同一条斜巷内运行，必须进行红灯信号的区分及信号传递流程的设计。另外双提升系统的同时运行必须对工作面间的打点联系进行整体设计，达到统筹安排，清晰运行，互不干扰的目的。

提升信号流程设计：以某煤矿21采区轨道上山为例，轨道上山双提升系统运行时的信号联系分为4部分，分别是底弯道信号点、21采区轨道上山信号点、21采区永久避难硐室信号点和1#躲避硐室处信号点。其中，1#避难硐室为底弯道向上40m处第一个避难硐室，此处设为信号总联系点，两绞车的运行和终止信号必须经由1#躲避硐室信号点发出。具体信号操作如图3所示。由图3可以看出，1号躲避硐的信号为提升系统的运行及停止信号，调度绞车的运行和终止信号必须由1号躲避硐内的信号工发送。1号躲避硐内的信号工主要负责其它地区信号工发送的信号的传输和终止工作，是所有信号的传输纽带。

1号躲避硐内的信号工必须兼顾2号挡车梯和3号挡车梯（如图3所示）的开闭工作。若两条轨道车辆同时运行至斜巷50米处，1号躲避硐室内的信号工应立即打点将避难硐室调度绞车、21采区轨道上山调度绞车都停止运行。然后重新用信号联系优先21采区轨道上山矿车通行。在其它的情况下，先到的列车优先通行。当底弯道有矿车停放或摘挂钩时，另一条轨道上的矿车运行至斜巷50m处，1号躲避硐内的信号工把钩工应立即发送运行中的绞车的停车信号，将该绞车停止运行。等待下方的列车上提运行通过斜巷的挡车梯，方可允许停止的绞车进行提升。

3 项目应用效果

本项目在某煤矿东翼21采区轨道上山实施，为21采区轨道上山掘进和21采区永久避难硐室施工同时提供服务，在2012年12月18日至2013年1月22日期间完成了66.6m的永久避难硐室施工和87m的轨道巷上山施工。双提升系统的实施，保障了原轨道迎头的进度，每班出渣量与单系统时的出渣量基本持平，同时保障了永久避难硐室的施工进度，与迎头共同施工的情况下，达到了生产进度双倍生产速度的效果。

4 总结

本项目通过研究论证，创造性的在同一斜巷内使用双提升系统进行运输，通过对原单系统提升运输轨道的改造设计、双提升系统信号及红灯的区分设计、斜巷双绞车的布置以及信号流程的设计等方面，实现了同一斜巷内双提升系统同时安全运行。双提升系统提升条件下，原单提升系统的工作进度基本保持，在此基础上增加了另一系统，达到了双倍生产进度的效果，是快速推进生产的有效手段。可以在同类型的施工中大力推广。

参考文献：

[1]闫方，谢江宾.矿井斜井用小绞车和钢丝绳选型设计[J].机电信息，2011（30）.

[2]司海军.对“定滑轮”与“动滑轮”辨别的探讨[J].新课程（教研），2011（06）.

[3]徐立功，李浩，陈祥林，陈军.锚杆参数对围岩稳定性影响的数值分析[J].岩土工程学报，2010（S2）.endprint