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特大型矿井转接辅助运输系统的构建 李普红，石长坤，顾新泽，何也，张和生 徐州矿务集团公司 生产技术部，江苏 徐州 221006 ［ 摘 要］哈密大南湖西五号井原辅助运输系统设计为无轨胶轮车直达运输，为减少巷道工程 量，缩短基建周期，减少投资，对辅助运输系统进行了优化变更，设计构建了无轨和有轨互为转接的 辅助运输系统。介绍了设备转接硐室及车场设计，转接路线以及转接系统装备的选择。转接辅助运输 系统构建完成后，2 种辅助运输系统运行顺畅，没有发生相互干涉现象，实现了机械化转接，减少了 巷道掘进成本，缩短了基建工期，在首采综采面设备安装工程中取得了预期效果。 ［ 关键词］辅助运输; 转接系统; 无轨; 有轨 ［ 中图分类号］ TD52［ 文献标识码］ B［ 文章编号］ 1006- 6225 201703- 0028- 02 Practical of Transit Auxiliary Haulage System Built Technology for Extra Large- sized Coal Mine ［ 收稿日期］ 2017－01－10［ DOI］ 10. 13532/j. cnki. cn11－3677/td. 2017. 03. 008 ［ 作者简介］ 李普红 1963－ ，男，江苏兴化人，工程师，长期从事煤矿安全生产管理工作。 ［引用格式］ 李普红，石长坤，顾新泽，等 . 特大型矿井转接辅助运输系统的构建 ［J］． 煤矿开采，2017，22 3 28－29，58. 徐矿集团哈密大南湖西五号井设计产量 4. 0Mt/a， 矿井原设计为主斜井、缓坡副斜井、立风 井综合开拓方式，盘区式布置; 根据煤层间距及倾 角，2 个煤组分水平开采，同一水平各煤层联合布 置盘区大巷，全矿井划分为 2 个水平，8 个盘区， 第一水平中部一盘区布置 1 个综合机械化一次采全 高采煤工作面。矿井原辅助运输系统设计为无轨胶 轮车直达运输，为减少巷道工程量，缩短基建周 期，减少投资，尽快投产，对辅助运输系统设计进 行优化变更，副斜井仍沿用原设计无轨运输方式， 但开采水平及盘区内辅运系统变为轨道运输。为 此，无轨与有轨互为转接成辅运系统构建的关键。 1设备转接硐室及车场设计 采用 2 种辅助系统运输，下井设备运输至工作 面或上井设备运输至地面，在井下要进行转接换 装。为此，需要设计施工转接硐室，设置转接车 场，并配置转接设备，实现机械化转接。设计的硐 室位置要合理，既要保证胶轮车下井、卸车、调 车、升井畅通运行，又要保证 2 个系统科学衔接， 避免相互干涉，影响效率。 经方案论证比较，确定一水平转接硐室设置在 一煤组东翼辅助运输大巷与279m 水平辅助运输 石门之间，顶部安装电动葫芦，硐室内铺设轨道并 与一煤组东翼辅助运输大巷衔接，实现 2 个系统相 结合。279m 水平辅助运输石门至地面采用无轨 运输，一煤组东翼辅助运输大巷至采掘工作面采用 轨道运输，硐室内铺设轨道与一煤组东翼运输大巷 铺设的轨道联通。转接硐室及车场设置平面布置见 图 1。 图 1转接硐室及车场布置平面 82 第 22 卷 第 3 期 总第 136 期 2017 年 6 月 煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol. 22No. 3 Series No. 136 June2017 ChaoXing 2转接硐室断面与支护设计 硐室断面设计要能够满足胶轮车在硐室内顺利 完成下井设备卸车、升井装备装车、调车，轨道运 输车辆顺利装卸车等作业要求。为此，设计的硐室 断面除满足胶轮车运行外，同时在硐室中部设计了 电动葫芦运行空间，采用电动葫芦装卸车。转接硐 室主断面为直墙半圆拱形，长 29556mm，净宽 5200mm，净高 4100mm，墙高 1500mm，双层网喷 加 29U 型棚支护，支护厚度 300mm，铺底厚度 300mm，墙基 250mm，砼强度 C20; 电动葫芦运行 硐室断面为直墙半圆拱形，净宽 5200mm，净高 7500mm，墙高 4900mm，双层网索喷加 29U 型棚 支护，锚索每排施工 7 根，锚索规格 18. 9mm， 长 6300mm，锚索间排距 1600mm1000mm，支护 厚度 300mm，铺底厚度 300mm，墙基 250mm，砼 强度 C20，硐室中部预埋 2 根工字钢 型号 32a， 56c，长 6800mm作为电动葫芦运行轨道。 3辅助运输转接路线 下井设备运输路线为地面 胶轮车装车 →缓坡副斜井→279m 水平辅助运输石门→转接 车场 胶轮车卸车，轨道运输车辆装车 →辅助 运输大巷 轨道运输 →工作面。 上井设备运输路线为 工作面→辅助运输大巷 轨道运输 →转接车场 轨道运输车辆卸车，胶 轮车装车 →279m 水平辅助运输石门→缓坡副 斜井→地面。 4转接系统装备选择 根据优化设计，进行矿井辅助运输系统无轨胶 轮车、转接设备配置，保证系统运输机械化。 4. 1无轨胶轮车选型 矿缓 坡 斜 井 倾 角 6，净 宽 5. 2m，净 断 面 23. 43m2，底板水泥硬化; 中部一盘区 1801 首采综 采面采用 ZY6800－16/35 型液压支架，架重 24. 5t， 装架平板车及附件总重 1. 5t，拟选择 WC40Y B 型无轨胶轮车。 由验 算 可 知，当 车 速 在 0. 1 ～ 12m/s 时， WC40Y B型无轨胶轮车的牵引力均能满足使用 要求。 4. 2起吊设备选型 根据支架重量，选择 HB32t－9m 型防爆电动葫 芦，安装在转接硐室顶部。该型电动葫芦可起吊 32t 物体，起吊高度 9m，操作方便，外形尺寸满足 断面要求。WC40Y B型无轨胶轮车及 HB32t－ 9m 型防爆电动葫芦主要技术参数见表 1。 表 1无轨胶轮车和电动葫芦主要技术参数 胶轮车参数电动葫芦参数 额定负载/kg≤35000 起吊重量/t 32 最大纵向倾斜度/ 12起吊高度/m 9 最大横向倾斜度/ 7 起升速度/ mmin －1 3/0.3 路面最小宽度/mm3550 运行速度/ mmin －1 10 巷道最低高度/mm2000操作方式 地面按 钮操作 速度/ kmh －1 0～12～24 控制电压/V36 牵引力/kN ≥160自重/kg 3200 内、 外转弯半径/mm≥2800、 ≤6700 5双向自动转接设置 在设置转接硐室，安装起吊设备的基础上，通 过现场试验和对平板车进行改进，调整设备入井方 式，即将原来的支架单独由胶轮车运输入井，到达 转接硐室后再由电动葫芦吊起放入平板车再固定， 调整为在地面先将支架固定在平板车上，由胶轮车 整体运输至转接硐室，然后用电动葫芦整体吊装入 轨，也可用胶轮车自带的液压推移机构整体卸车入 轨; 需升井的平板车既可由电动葫芦吊装入胶轮 车，也可用胶轮车自带的液压绞车装车，然后运输 至地面 如图 2 所示 。从而实现了双向自动转 接，减少了转接环节，保证了转接系统可靠性，提 高运行效率。无轨胶轮车液压绞车、推移机构见图 2。 图 2WC40Y B 型无轨胶轮车液压绞车、推移机构 6转接辅助运输系统运行效果 转接辅助运输系统构建完成后，1801 首采面 安装综采设备时投入运行，2 种辅助运输系统运行 顺畅，没有发生相互干涉现象，1801 工作面比计 划提前 11d 完成安装任务，期间没有发生安全生产 事故，达到了预期效果; 设计变更后，东翼辅助运 输大巷至 1801 工作面缩小巷道断面，减少建设投 资 471. 9 万元，经济效益明显。 下转 58 页 92 李普红等 特大型矿井转接辅助运输系统的构建2017 年第 3 期 ChaoXing 的模拟结果，采区范围内建筑物轻微损坏，建筑物 简单维修或可以不做处理。综上所述，采用走向条 带开采设计采宽 60m、留煤柱宽度 70m 的方案可 实现地表均匀下沉，达到保护建筑物安全的目标。 图 4地表下沉动态监测曲线 4结论 1根据该矿地质和采矿条件，通过理论计 算得出采宽 60m、留宽 70m，采出率可以达到 46. 2，地表倾斜变形 i 0. 017mm/m，曲率 K － 0. 1510 －7 /m，建筑物破坏控制在Ⅰ级范围内，建 筑物轻微损坏，建筑物简单维修或可以不做处理。 2在理论计算的基础上，运用 CDEM 模拟 计算方案的可行性。结果表明煤柱有足够的强度支 撑顶板和上覆岩层，能有效控制地表变现和沉降。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 王军保，刘新荣，刘小军． 开采沉陷动态预测模型 ［J］． 煤炭 学报，2015，40 3 516－521. ［ 2］ 柴华彬，邹友峰，郭文兵． 某矿村庄下煤柱开采方案研究 ［J］． 中国安全科学学报，2006，16 3 102－106. ［ 3］ 杨秀刚，王西伟，孙培永． 村庄密集建筑物下条带开采参数设 计及地表沉陷预计 ［J］． 山东煤炭科技，2011 2 179－ 181. ［ 4］ 郭增长，谢和平，王金庄． 条带开采保留煤柱宽度和采出宽度 与地表变形的关系 ［J］． 湘潭矿业学院学报，2003，18 2 13－17. ［ 5］ 司鑫炎，王文庆，邵文岗． 沿空双巷合理煤柱宽度的数值模拟 研究 ［J］． 采矿与安全工程学报，2012，29 2 215－219. ［ 6］ 肖福坤，申志亮，刘刚，等． 循环加卸载中滞回环与弹塑性 应变能关系研究 ［J］． 岩石力学与工程学报，2014，33 9 1791－1797. ［ 7］ 肖福坤，刘刚，申志亮． 桃山 90煤层有效弹性能量释放速 度研究 ［J］． 岩石力学与工程学报，2015，34 S2 4216－ 4225. ［ 8］ 丁易，张豫生． 编制矿区总体规划应注意的几个问题 ［J］． 煤炭工程，2002，34 9 27－28. ［ 9］ 吴立新，王金庄，刘延安． 建 构筑物下压煤条带开采理 论与实践 ［M］． 徐州 中国矿业大学出版社，1994. ［ 10］ 余学义，雷武林，高治洲，等． 建筑物下宽条带开采方案研 究 ［J］． 山东煤炭科技，2013 4 9－15. ［ 11］ 田振农，李世海，刘晓宇，等． 三维块体离散元可变形计算 方法研究 ［J］． 岩石力学与工程学报，2008，27 S1 2832－2840. ［ 12］ LI S H，ZHAO M H，WANG Y N，et a1. 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