东曲矿井运输系统的设计与改造

刘 斌

（山西焦煤西山煤电集团公司东曲煤矿，山西 太原 030200）

东曲矿井目前正在开采+973 m、+860 m 水平，其中+973 m 水平主、副运输都是采用架线电机车牵引矿车[1]。随着开采深度的增加，矿车运输的距离达到9.3 km，主、辅运输距离过长，矿车运输系统繁琐，现有的运输系统老化，加上设施设备陈旧，以及水平和采区划分的不合理，井下运输能力不足严重制约矿井的生产，使得后期水平、采区开采接替困难。东曲矿井现有的生产系统已不能满足生产的需要，为使深部采区合理生产、接替，必须对东曲矿井的运输系统进行改造。

1 矿井概况

东曲矿井煤层回采上限约为+1100 m，回采下限约为+630 m，煤层倾角3°～8°。井田划分为+973 m、+860 m、+750 m 三个水平开采，三个水平分别沿煤层走向布置运输大巷，大巷间距分别为1.4 km、1.2 km。目前矿井为+973 m 和+860 m 水平生产[2]，上下组煤同时开采，开采方式为自上而下逐层逐面顺序开采。

矿井目前运输系统采用东、西平硐及+973 m水平大巷，坡度为3°的双股轨道运行，+973 m 水平井下运输采用12.5T 和ZK14-6/550 架线电机车牵引MCD5.5-6/550 侧底卸矿车运输。+860 m 水平皮带斜井，坡度为10°～3°，采用带宽1200 mm、装机功率2×630 kW 的高强度钢丝绳芯带式输送机来运煤。

2 主运输系统改造方案

根据矿井目前的生产系统布局和采掘接替计划，提出运输系统改造方案。由于+860 m 水平皮带斜井和胶轮车平巷已完工并投入使用，因此本设计主要针对+973 m 水平主辅运输系统和+860 m 水平辅助运输系统进行改造，将西平硐沟通东石门，西大巷作为胶带运输大巷。

2.1 开拓布置方案

矿井采用平硐开拓方式[3]，根据东曲矿提供的实际生产情况，+973 m 水平上组煤目前在二、四、五采区可布置上组煤综采工作面，在一、三、四、五采区可布置下组的8、9 号煤层工作面。

2.2 主运输系统设计

2.2.1 +973 m 水平运输设计

拆除东平硐和西大巷的轨道，铺设胶带输送机，铺底100 mm，担负矿井+973 m 水平煤炭运输任务，兼做矿井的安全出口和进风井。胶带大巷带式输送机布置图如图1。

图1 +973 m 水平胶带大巷带式输送机布置图

在一、三采区东大巷连接处，增设+973 m 水平东翼胶带转载巷，其倾角为4.5°，净宽为4.5 m，采用半圆拱断面，净断面积14.70 m2，装备胶带输送机，作为三采区的煤炭运输和进风转载巷道，断面如图2。

图2 +973 m 水平断面图

增设东翼集中煤仓和改造三采区集中煤仓来沟通三采区煤炭运输巷、转载巷与西大巷，在西大巷五采区处，通过皮带联络斜巷，延深至五采区8 号煤层底板30 m 以下，在落平段30 m 处增加五采区的下组煤煤仓，作为五采区下组煤运输的缓冲仓，并沟通皮带联络斜巷与+973 m 水平五采下组煤胶带运输巷。上组煤通过增加五采上组煤溜煤眼和胶带运输巷道，与皮带联络斜巷沟通，形成上组煤的煤炭运输系统。

2.2.2 +973 m 水平辅运输设计

辅助运输不再采用现有的架线电机车，用蓄电池电机车来代替架线电机车。在西平硐1500 m 处，新建车场与东石门沟通，利用采区东大巷担负三采下组煤的辅运任务；在三采区边界处新增+973 m水平东翼联络石门与西大巷通过联络石门沟通，角度3°，宽4.5 m，采用半圆拱断面，净断面积14.70 m2，铺设双轨，装备蓄电池电机车，担负矿井+973 m 水平三、四、五采区辅助运输和进风任务，通过下组煤辅运斜巷沟通五采区上下组煤辅助运输系统。

2.2.3 +860 m 水平辅运输设计

采用皮带运输系统[4]，利用+860 m 水平皮带斜井，通过1、2 号煤仓与+860 m 水平运煤巷道连通，担负+860 m 水平上、下组煤煤炭运输任务。皮带斜井带式输送机布置图如图3。

图3 +860 m 水平皮带斜井带式输送机布置图

刷大西平硐入口，在入口以里西侧平行增加一条净宽6.0 m 的胶轮车平巷，两个水平辅助运输分工明确，互不影响。改造后的结果如图4。在西平硐蓄电池电机车入口的西侧5 m 处以+3‰坡度以E24.5°S30 m 后，向南延伸70 m，再以平行西平硐方位向东南方向延伸25 m，布置无轨胶轮车下山5°00'30''，684 m，进入8 号煤层后，西平硐运输段向西延伸1220 m 后，沿着东南方向布置+860 m 水平胶轮车大巷，形成矿井+860 m 水平上、下组煤辅助运输系统。走水平巷道延伸至断层附近时，不过断层，在石门与断层间布置一个采区。

图4 改造结果

2.3 采区巷道布置

根据开拓布置，三采区仅剩余下组煤8、9 号煤层，根据采掘配备，暂不开采9 号煤，利用三采区现有巷道来两翼开采，工作面布置在巷道西侧。工作面胶带顺槽与下组煤胶带运输巷直接搭接，轨道顺槽与采区辅助运输巷和采区总回风巷沟通。五采区上组煤2 号煤层工作面顺槽直接与胶带运输巷、辅助运输巷和回风大巷沟通。

3 主运输系统实际应用

对主运输系统的改造，重点是将目前使用的+973 m 水平电机车牵引的运煤方式改为皮带运输，+973 m 水平辅助运输方式由架线电机车改成蓄电池牵引，+860 m 水平煤炭运输采用+860 m 水平皮带斜井，辅助运输采用胶轮车平巷，以实现辅运系统胶轮车运输系统化，主辅助运输能力不变。运输系统改造方案已经在东曲矿井巷道实施，采用此方案采煤时，设备的投入较少，运输的距离较短，在改造工程完成后，矿井的生产能力保持400 万t/a。

4 结论

针对东曲矿井运输距离长、运输系统繁琐等问题，提出一种矿井运输系统改造设计方案，结果如下：

（1）对+973 m 水平运输系统和+860 m 水平辅助运输系统进行改造，将西平硐沟通东石门，西大巷作为胶带运输大巷，+973 m 水平电机车牵引的运煤方式改为皮带运输，+973 m 水平辅助运输方式由架线电机车改成蓄电池牵引，+860 m 水平煤炭运输采用+860 m 水平皮带斜井，辅助运输采用胶轮车平巷。

（2）改造后的系统能实现连续运输，大大提高采煤效率，且设备的自动化程度高，操作简便，投入的设备和使用的人员较少，运输的距离较短，主辅运输系统互不干扰，能较好地适应巷道的起伏变化。

（3）改造工程完成后，矿井的生产能力保持400 万t/a。