掘进后辅助运料系统的优化设计研究

勾 宇

（山西潞安集团温庄煤业公司，山西 长治 046308）

1 概况

山西潞安温庄煤业公司位于山西省武乡县蟠龙镇温庄村，由潞安集团与武乡县温庄联营煤矿兼并重组而成。原矿井可采储量3007.8万t，服务年限17.9年，产能1.2Mt/a。

从2014年3月煤矿完成技改工作以来，煤矿上下山掘进工作面的矸石运输全部采用P-30B型耙装机+MG1.1-6型箱式矿车+调度绞车的辅助运料系统来实现。在实际工作中，该运输方式的运输能力有限，时常因矿车供应数量而影响工作面的掘进进尺。在运输过程中，需要频繁摘挂滑头，大大增加了工人的工作量，增加了安全隐患。另外，耙装机+ 箱式矿车+调度绞车的轨道运输方式，其运输环节过长，用工多，效率比较低下。

针对辅助运输存在的问题和缺点，为提高掘进进尺，决定对其进行技术改造和优化，实现掘进工作面连续作业。

2 掘进后配套新型辅助运输系统的设计方案研究

煤矿技改工作人员与辅助动料工作人员共同组建了潞安温庄煤业公司掘进后配套辅助运输系统技术研究项目组。项目组成员经过充分调查研究工作现场的情况，再根据煤矿生产接续排列和运输系统实际情况，在大量的理论分析后，对原有的辅助运料系统进行了优化设计。在新的优化设计方案中用临时移动式矸石仓来进行运输的转载和缓冲，同时利用超大容量矿车替换以往的1t矿车来进行排矸，其目的在于把机械设备的潜能与工作效率发挥到最大，为掘进工作面的连续作业提供了基础，是煤矿实现高效增产的又一途径。

2.1 无极绳绞车运输方式的应用实践

设计采用无极绳绞车的运输方式来作为15103皮顺掘进工作面的辅助运料系统。根据无极绳绞车的施工要求，一般是将其安装在风道外部的无级绳绞车硐室，整个布局采用的是平行布局方式。一般采用悬空打线垂线坠定位技术来确保定位的精准性。15103皮顺掘进工作面无极绳绞车的布置图如图1所示。在施工安装过程中各设备都采用混凝土基础螺栓稳固，否则会因为位置误差影响其使用寿命。

图1 无极绳绞车硐室设备布置平面图

2.2 上下山大倾角皮带运矸方式的实践应用

该大倾角皮带运矸是采用新型矸石储存和转运技术，在巷道一侧安装皮带运送矸石、物料，同时在巷道另一侧安装单向架空乘人装置，在运人的同时钢筋、锚杆、工具等物料使用悬挂索筐实现机械运输，同时也解决了人与设备无法在迎头上下山的过程中进行运输的问题。潞安温庄煤矿15103掘进工作面-1100m皮带井巷道的设计情况：长度960m，宽度3.8m，高度3m，断面14.6m2，坡度23.5°，下山掘进。在其下山中安装了皮带+猴车运输系统。在开始施工阶段，修建一个Φ5m，高度7.7m，容积150m3的矸石仓，采用SJJ-125×2皮带机进行带动，矸石经扒装机到皮带后再进入上头矸石仓；矸石仓下采用1t标准矿车接车，然后通过电瓶车、电机车调出。另外还需要在轨道侧边增加猴车来实现三合一运输，主要是为了加快15103掘进工作面的掘进速度。

2.3 上下山大型内齿轮绞车+底卸式矿车+矸石仓运输方式的应用

15103掘进工作面上下山采用90kW内齿轮绞车牵引3m3底卸式矿车，通过矸石仓转载至平巷1t矿车运输，取代传统小绞车运输，并研制应用底（侧）卸式矿车制动器，解决防跑车难题。MCCZ3-6/6型矿用侧卸式矿车可以随处卸载，不需要专门设立卸载站，节约了运输的中间环节，另外在斜巷线路上还设有插爪制动器，可以自动地插入枕木，降低了运输中跑车事故发生的概率。在十三层轨道上山掘进施工中使用MD2.2～3型双底卸式矿车运输矸石，在斜巷片口安装底卸式矿车卸载站，建设矸石仓，矸石装入底卸式矿车经卸载站自动卸载至矸石仓内，再经耙装机运至地面矸石山，大大节约了提升时间，提高了运输效率。

3 应用效果及效益分析

潞安温庄煤业15103掘进工作面采用优化后的辅助运料系统后，有效地配合了煤矿的运输系统来完成整个运输任务，从而保障了煤矿15103工作面的掘进运输效率，这对于煤矿的整体运行是非常有利的。新的辅助运输系统的成功应用，一方面保障了运输的效率和安全性，同时也解决了人与设备无法在迎头上下山的过程中进行运输的问题；另一方面，该辅助运输系统实现了从掘进工作面到采煤工作面的一次成巷，大大优化了整个掘进及开采流程，缩短了准备时间，该辅助运输系统节约了施工期间设备与人员的投入，降低了其运行的成本，找到了另一条降低煤矿开采成本的途径。

4 推广与应用

本次15103工作面掘进后配套新型辅助运输系统的优化改造设计方案的实践应用效果较好，同时也得到了集团公司技改专家的认可，一致同意其在本煤矿15102、15105等掘进工作面进行推广应用，其中15102工作面使用挖斗装载机+梭式矿车+转载皮带机+梭车运输方式，提出了掘进水平与正规循环率，达到月均进480m，正规循环率90%以上。15105工作面采用侧卸式装岩机+梭式矿车+电瓶车配套使用，为掘进工作面的速度提升提供基础。

5 结语

对潞安温庄煤业15103工作面掘进后配套新型辅助运输系统进行了优化设计，主要是基于无极绳绞车运输方式的应用、上下山大倾角皮带运矸方式的应用、上下山大型内齿轮绞车+底卸式矿车+矸石仓运输方式的应用，整体有效地配合煤矿的运输系统来完成整个运输任务，从而保障了煤矿15103工作面的掘进运输效率，对于煤矿的整体运行非常有利，有着显著的社会效益和经济效益。