复杂条件下掘进巷道运输系统优化

张重霄

（大同煤矿集团雁崖煤业公司，山西 大同 037001）

1 工程概况

大同煤矿集团雁崖煤业公司5301运料绕道位于井田三盘区，巷道南部分别为盘区辅运巷、皮带巷、回风巷，东部为5302巷，西部为2301巷，北部为实煤区，如图1所示。

5301运料绕道设计长度为90m，巷道从盘区辅运巷开口施工辅助运料巷，巷道掘进30m后按设计拐弯施工运料斜巷，巷道施工60m后与5301巷贯通。5301运料绕道设计断面规格宽×高=4.5×3.5m，巷道采用爆破施工工艺。截至目前辅助运料巷已掘进到位，运料斜巷已掘进25m。

2 前期运输系统布置及问题分析

2.1 运输系统布置方式

（1）当施工辅助运料巷时，在工作面安装一部SSJ-800型带式输送机。输送机穿过盘区辅运巷且机头与盘区皮带巷输送机搭接，机尾延伸至距工作面5.0m处。工作面落煤后采用矿用防爆装载机将煤矸石直接装入输送机运出。

（2）当施工运料斜巷时，将辅助运料巷输送机机尾直接延伸至巷道拐弯处，在运料斜巷安装一部SSJ-800型输送机，且机头与辅助运料巷机尾相互搭接进行联合出煤。

图1 三盘区5301运料绕道平面布置示意图

2.2 问题分析

（1）盘区皮带巷标高为+566m，盘区辅运巷标高为+558m，标高差为2.0m，且5301运料绕道以3°仰角上山掘进，辅助运料巷拐弯处与皮带巷标高差达3.5m，若安装的SSJ-800型输送机直接与盘区皮带巷搭接，输送机机尾高、机头低，造成输送机输送带与上托辊接触不严实，导致运输物料时出现严重的输送带窜跳现象。

（2）由于盘区辅运巷车流量较大，输送机直接横跨辅运巷时，每班必须安排专职人员看守，当有车通过时必须拆卸皮带架，这样不仅降低了巷道运输效率，对输送机架及输送带损坏严重，而且不利于输送机安全管理。通过前期巷道掘进期间观察发现，每班行车高峰期时巷道无法掘进，巷道平均掘进量仅为2.4m/d。

3 运输系统优化设计

为了提高巷道运输效率，保证巷道运输安全，决定施工皮带地沟，安装嵌入式输送机，并对盘区辅运巷地沟采取联合维护措施。

3.1 施工工艺

（1）皮带地沟采用松动爆破施工工艺，采用ZQC-50/2.5S型风动手持式钻机进行炮孔施工，每排施工三个炮孔，炮孔间排距为1.0m，炮孔深度为0.8m，直径为40mm，炮孔以75°俯角施工，如图2所示。

（2）炮孔施工完后依次向炮孔内填装3#矿用乳化炸药及毫秒延期电雷管，炮孔口采用水炮泥及黏性黄土进行封口处理，封孔长度不得低于0.5m，每个炮孔装药量不得大于300g，每次允许松动爆破炮孔数量不得大于3个。

（3）爆破施工后及时将煤矸石清理干净，保证施工断面规格符合设计要求，然后进行下一循环作业。

图2 皮带地沟松动爆破钻孔布置示意图

3.2 施工技术要求

（1）5301运料绕道皮带地沟起底长度为23m，其中辅助运料巷起底长度为5m，辅运巷起底长度为6m，辅皮联巷起底长度为12m，起底宽度为3.0m。

（2）首先在三联巷距盘区辅运巷12m处以9°俯角下山起底，起底至辅运巷时保证起底深度达到2.0m。从辅皮联巷至5301运料绕道段近水平起底施工，起底长度为18m，起底深度为2.0m。

（3）皮带地沟起底完成后，在起底段两帮施工两排护帮锚杆，护帮锚杆间距为0.9m，排距为1.0m，锚杆外露长度为0.5m。在锚杆外露端安装一根长度为0.5m、直径为1.5寸钢管并采用螺母、垫片预紧。

（4）在起底段距帮0.25m处施工一排地锚，地锚间距为1.0m，地锚长度为2.0m，埋入底板长度为1.0m。

（5）在地沟两帮支盒子，支盒长度为23m，宽度为0.5m，高度为2.0m。支盒后对其浇筑混凝土，浇筑强度不得低于C30。当混凝土浇筑至辅运巷底平面时分别埋入工字钢梁，钢梁间距为0.2m，钢梁与辅运巷垂直布置，如图3所示。

图3 盘区辅运巷地沟处铺设工字钢梁断面示意图

（6）地沟起底浇筑后，在距浇筑面0.5m处支设6排11#工字钢柱。柱间排距为1.0m，钢柱高度为2.0m，钢柱底端焊制一块规格为长×宽=0.3×0.3m钢板。同一排两根钢柱采用一根工字钢连接，所有钢柱支设完成后在其上方安装一根长度为5.0m工字钢梁。

（7）钢柱支设完成后，在辅运巷起底处密集铺设长度为4.0m工字钢梁，并在钢梁两端穿拉一根长度为6.0m锚索，两端采用锁具预紧。密集工字钢梁铺设完成后，在其上方铺设厚度为10mm钢板。

（8）地沟施工完后，对起底底板进行混凝土浇筑，浇筑厚度为0.2m，浇筑后必须保证浇筑面平整。待地沟所有工序施工完后，在地沟内安装一部SSJ-800带式输送机，机头与盘区输送机搭接，机尾处安装全封闭卸煤装置与运料斜巷输送机机头搭接进行联合出煤。

4 结束语

针对三盘区5301运料绕道施工期间煤矸运输系统存在的问题，对原运输系统进行优化，施工地沟并安装嵌入式输送机。实际应用表明，优化后运输系统提高了掘进巷道煤矸运输效率，解决了传统运输系统中输送机损坏严重、巷道掘进效率低以及巷道行车、行人影响等技术难题，使巷道掘进速度提高至6.5m/d，保证了巷道安全高效运输，取得了显著成效。