胶带机配合矸石地仓排矸系统的应用研究

麻洪蕊，许国庆

（1.宿州学院资源与土木工程学院；2.宿州学院基建处，安徽宿州234000）

胶带机配合矸石地仓排矸系统的应用研究

麻洪蕊1，许国庆2

（1.宿州学院资源与土木工程学院；2.宿州学院基建处，安徽宿州234000）

出矸速度一直是制约岩巷快速掘进的重要因素.本文以任楼煤矿为例，分析研究岩巷胶带机配合矸石地仓出矸系统的应用.这种新型排矸系统在很大程度上缓解了岩巷出矸速度与矿车供应之间的矛盾，显著提高了小班循环进尺，加快了岩巷进尺速度.该项设计投入成本低、适用性强、运输效率高，经济效益及安全系数显著，具有较高的推广应用价值.

矸石地仓；胶带机；排矸系统；岩巷掘进

任楼矿井于1997年12月31日投产，2010年核定矿井生产能力为280万t/a.岩巷快速掘进是任楼煤矿近年来解决工作面接替发展的目标之一，由于生产接替的需要，开拓巷道需快速掘进，怎么达到既快又省，就成为岩巷掘进首先要考虑的问题，但出矸速度一直是制约岩巷快速掘进的重要因素.

目前，国内岩巷掘进仍然以钻眼爆破工艺为主，矸石的排出设备主要是工作面耙斗装岩机配合矿车.这种传统排矸方式属于不连续排矸，装、运只能分开作业，出矸占用整个施工的时间较长，而且这种排矸方式受到矿车供给数量、供应是否及时、且成本较高等问题影响.一旦矿车供应不上，巷道迎头的掘进作业就得停止，出矸速度较慢严重制约着巷道掘进速度.

也有部分煤矿采用侧卸式装岩机配合耙斗装岩机和矿车，还有部分矿山采用梭式矿车，这些出矸设备在一定程度上提高了出矸速度，但仍然属于间断不连续作业形式，同样受到后路运输等问题的制约，在国内煤矿企业中也没有得到大量的应用.

因此，需要采用更合理、更经济的排矸系统和运输技术，优化出矸工艺，改进出矸设备，争取实现扒矸、装矸、运矸一体化和装、运平行作业，从而保证岩巷快速掘进，满足矿井生产接替的需要.

本文以任楼煤矿-520m中六轨道大巷及中六运输大巷为例，分析研究岩巷胶带机配合矸石地仓出矸系统的运输技术应用.

1　中六采区及巷道概况

中六采区位于矿井北部.本采区内地质构造复杂，区内断层由多期构造运动形成，断层走向具有明显的方向性，断层的平面展布样式有放射状断层系、北东向斜列式组合.

-520中六轨道大巷、运输大巷、轨运联巷的平面图见图1.

中六轨道大巷主体断面：B×H=3.4m×3.2m，直墙半圆拱.全岩巷道，采用全断面锚梁网喷支护，锚杆长度2400mm，间排距700mm×700mm.

中六运输大巷主体断面：B×H=3.4m×3.2m，直墙半圆拱.全岩巷道，采用全断面锚梁网喷支护，锚杆长度2400mm，间排距700mm×700mm.

轨运联巷断面：B×H=3.8m×3.4m，直墙半圆拱.

图1　-520中六轨道（运输）大巷里段及轨运联巷平面布置图

2　新旧排矸系统对比

2.1传统排矸系统的应用

2.1.1作业流程

在传统排矸系统中，采用一吨标准矿车，用P-90B型耙斗式耙装机装岩，耙装机尾轮的固定位置应高出岩堆800-1000mm以上，尾轮用特制的站腿来加强支撑，站腿必须牢固地打在实底上.作业流程如图2所示.

图2　传统排矸系统作业流程图

2.1.2系统特点

（1）由于巷道施工过长，导致人工推车距离较远，出货不便，需要采用矿井2.5t或5t防爆特殊型蓄电池电机车辅助出货，并且中六运输大巷（里段）由于地质构造情况的变化，还需掘进一段上山、下山，会加重电瓶车运输及临时车场跟进方面的工程量；

（2）电瓶车必须定期检修，电瓶车的灯、警铃、连接和刹车装置，任何一项不正常或防暴装置不具有防爆性能时，都不得使用该电瓶车；一旦电瓶车发生故障，就会降低矸石运输效率，甚至阻碍掘进工作的进度.因此岩巷掘进经常受到空车供应、运输紧张问题的制约；

（3）2.5t电瓶车牵引重车不超过8辆，车皮不超过12辆；5t电瓶车牵引重车不超过14辆，车皮不超过16辆.均不得多拉超载，因此运输效率有限；

（4）-520中六轨道（运输）大巷里段施工中，若采用传统排矸系统，巷道迎头的耙矸机后需要紧跟一个临时车场，方便出矸.随着巷道进尺，就需要新建临时车场，这在一定程度上既耗费了人工和材料，又耽误了巷道掘进速度；

（5）在整个岩巷掘进、出矸、进料、运输的过程中都要注意运输环节安全，需要人工推车、摘挂钩，拉、放挡车器，劳动强度大、安全系数低、效率低.

2.2新型排矸系统的应用

2.2.1工作流程

胶带机、矸石地仓排矸系统是在巷道内建立一套完整的出矸系统，即工作面耙矸机+皮带机+矸石地仓+耙矸机+矿车，具体布置见图3.

图3　新型排矸系统示意图

2.2.2皮带机铺设

皮带机沿巷道右帮铺设，电机布置在皮带机里帮，皮带机中心线距巷道中心线900mm.皮带机及地仓施工方案见图4.

图4　皮带机及地仓施工方案图

2.2.3矸石地仓设计

（1）矸石地仓设计规格：净长×净宽×净高=25×2× 2m，地仓容积100m3；

（2）地仓沿巷道右帮铺设，中心线距巷道中心线1100mm，方便运料、喷浆和运输设备；

（3）矸石地仓右帮利用原有巷道，左帮采用17根11#矿用工字钢配合大板组成，其中矿用工字钢长2.8m，大板规格：长×宽×厚=1450mm×200mm×50mm；矿用工字钢间距1.5m，在地仓左帮位置垂直底板埋设，深入底板不低于300mm，左帮大板1.5m以上采用金属网封闭，封闭总高度不低于2m，并用12#双股铁丝联接；

（4）矸石地仓靠近轨道一侧做封闭处理，严禁人员进入.

2.2.4系统优点

胶带机配合矸石地仓运输系统的优点是：

（1）不受巷道高度、宽度制约，投入成本少；

（2）减少了绞车、开关、轨道安全等设备设施的使用数量以及维修、维护量；

（3）胶带机的使用大量减少了斜巷运输环节、平巷轻重车推车环节，系统运输过程中，机械设备使用所占比重较大，减轻了运输人员的体力劳动强度，减少了运输人员使用数量，降低不安全因素，增加了运输安全系数；

（4）胶带机、矸石地仓系统减少了迎头的矸石囤积量，解决了因矿车紧张，供应不及时带来的迎头积矸、工作面施工受影响等问题.一旦空车受影响，若没有矸石仓，两个头就不能掘进，进尺均为零.而矸石仓可存储70车碴，可让两个掘进工作面掘进3.18m（每头掘进1.59m），不影响正常掘进，经济效益可观.迎头出矸可以和其他工序平行作业，大大缩短单独出矸时间，加快迎头出矸效率，为施工扩充了操作空间、增加安全通风通道容量；

（5）缩短了车皮周转时间，出碴效率提高2.58倍.使用绞车时，每班出35车碴，每班4人，平均每人5.8车.利用矸石仓、两部皮带，每班2个人放矸60车，平均每人15车，大大提高了工作效率；

（6）提高了单进水平.未使用矸石仓与皮带运输前，两头每班出矸35车，两个头能够掘1.56m，单进0.78m.使用矸石仓与皮带运输后，每班放矸60车，两个掘进工作面可掘进3.18m，平均每个掘进工作面单进为1.59m，每个掘进工作面单进比原单进提高0.81m.

3　结语

根据工程实践分析，胶带机配合矸石地仓排矸系统的应用将在很大程度上缓解岩巷的出矸与迎头各种工序、出矸与矿车供应之间的矛盾，显著提高小班循环进尺.由原来每班单进0.78m，提高至每班单进1.59m，每个掘进工作面单进比原单进提高0.81m，加快了岩巷进尺速度.该项设计投入成本低、适用性强、运输效率高，经济效益及安全系数显著，解决了煤矿岩巷掘进的诸多安全问题，具有较高的推广应用价值.

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TD529

A

1673-260X（2016）03-0055-02

2015-12-18

宿州区域发展协同创新中心全国开放课题项目（2014SZXTKF07）