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老矿井深部开采主运系统优化 李亮 山东科技大学 矿业与安全工程学院， 山东 青岛 2 6 6 5 9 0 摘要 老矿井由浅部开采向深部开采发展过程中， 煤层地质条件和生产技术条件逐步发生了变化， 生产环节增多， 系统路线不断加长 ， 导致生产成本的增加 ， 吨煤生产费用提高， 制约矿井生存发展。孙村煤矿按照新井建设模式， 通过系 统再造和报废原有二至五水平生产系统， 简化了系统， 提升了能力， 实现了合理生产。 关键词 老矿井 ； 深部开采； 主运系统 ； 辅运系统 ； 优化 中图分类号 F 4 0 6 ． 3 ； T D 5 2 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 8 0 1 5 5 2 0 1 7 1 2 0 1 2 6 0 2 1主运系统的概况 矿井中主运系统最为复杂， 占用人员和设备 最多， 设备维修和巷道维护工程量最大， 以孙村煤 矿为例， 一 8 0 0 m水平至地面主要由三段胶带输送 机组 成， 之 间设 4部转 载 胶带 输 送 机搭 接。 一 1 1 0 0 m水平主运系统运行后 ， 还要增加 一1 1 0 0 m 水平大倾角胶带输送机运输环节， 整个主运系统 将达到 9个转载环节 ， 3处煤仓转载 点， 8部胶带 输送机 ， 7台 Z K 1 0 6 ／ 5 5 0电机车 ， 3台给煤机 ， 一 台翻车推车机。设备总装机容量达 4 0 8 6 ． 5 k W， 运 距长达 6 9 5 3 m。 主运系统故障率 最高 的区域分 布在 一8 0 0 m 水平至 一 2 1 0 m水平， 其间有7 处转运环节， 6 部胶 带输送机， 3处煤仓转载点， 运距长达 4 7 2 8 m， 装机 容量 2 4 8 6 ． 5 k W， 在册岗位及维修工 1 8 0人。 由于主运系统运距长 ， 环节多 ， 占用设备和人 员多， 目前年运行费多达 1 9 0 0万元。由于主运设 备新老型号共用 ， 机械事故较多， 影 响矿井生产能 力。受薄马 马 环节限制 ， 主运能力不足 ， 且存在安全 隐患。 一 2 1 0 m一一6 0 0 m水平的钢缆胶带输 送机受 减速机的影响， 实际能力只有 2 6 0 t／ h ， 加上主暗斜 井中下段维护条件差， 成为主运系统的薄弱环节 之一。 在 安 全 方 面， 从 地 面 至 一2 1 0 m 水 平 和 从 一 2 1 0 m 水平至 一 6 0 0 m水平的两部钢缆胶带输送 机的电控部分存在缺陷， 故障频繁。 一 8 0 0 m水平井底 车场与 一1 1 0 0 m 延深水平 上部车场之间有 1 3 OOm的大巷运输距离， 致使 一 l l oom 水平四采区投产后长期存在反向运输的 问题 ， 增加了主运系统的运输费用。 故对矿井主运系统的优化有着紧迫性和必要 性。 2主运 系统优化 保留地面至 一2 1 0 m水平 的钢缆胶带输送机 ， 报废地面现有的 一 2 1 0 m水平至 一 8 0 0 m水平的主 运系统 ， 在 2 和 4 煤层采空区下方重新布置和开 掘 一8 OOm开采水平至 一2 1 0 m开采 水平的主暗斜 井。改造后的主暗斜井分两段布置， 第一段斜长 约 1 4 6 0 m， 从 一2 1 0 m 水平 4 煤 层底 板开 口， 按 1 6 ． 5 。 倾角施工至 一 6 0 0 m水平， 中间局部穿 2 和4 群 煤 层采 空区。第二 段斜 长 约 1 4 5 0 m， 从 一6 OOm 水平 2 样 煤层顶板开 口， 按 l 3 。 穿过 F I O断层 后至 一 8 0 0 m 水平东大巷 ， 与延长后 的 一1 l oom水 平大 倾角胶带输送机 相连为第二段。两段斜长 约 2 9 1 0 m， 采用强力胶带输送机运输。 经过系统 优化和改造 ， 目前 一1 l oom水 平主 运系统转载环节由9 个减少为 4 个， 减少 5 6 ％； 胶 带输送机由8 部减少为4部， 减少 5 0 ％； 转载煤仓 由 3处减少为 1处 ， 减少 6 7 ％ ； 运输 环节 由 2 0处 减少为 5 处， 减少7 5 ％。年节约设备维修费 5 0 多 万元； 岗位维修工由 2 3 2人减少为 l oo 人， 减少 5 7 ％； 年节约工资 1 9 8万元； 装机容量 由4 0 8 6 k W 降为2 9 3 4 k W， 降低容量 1 1 5 2 k W， 减少 2 8 ％； 总运 输距离 由6 9 5 3 m减少到 5 2 9 0 m， 缩短 1 6 6 3 m， 减 少 2 4 ％ ； 年节约电费 2 3 0万元。 改造后的主运 系统位于井 田中央 ， 在 一8 0 0 m 水平以下位于 千米北立 井及 工业 场地 保护煤 柱 内 ， 在 一 8 0 0 m水平 以上多在采空 区下方及 1 3 煤 层顶板砂岩内， 巷道能长期保持 良好 的维护状态 ， 并且提前报废原主运系统及辅助巷道 1 0 OO0多 米， 年节约巷道维修费约6 9万元。主运系统改造 后可彻底解决 一l l oom水平四采区反向运输问 题。整个主运系统运行后每年可节 约运行费 5 4 5 万元 ， 并能满足矿井产量要求的产量要求。 此外 ， 如图 1所 示， 针 对 采 区主运 系 统存在 “ 从 一6 0 0 m水平 到 一8 OOm水 平， 再从 一8 0 0 m水 平到 一 6 OOm水平” 折返运输 问题 ， 在 2 0 1 5年底生 产接续紧张的情况下沿三层煤补掘 一6 0 0 m水 平 集中运输巷 ， 新建 一6 OOm煤仓 ， 完成 了 一6 0 0 m水 平运煤系统改造， 实现了工作面煤炭直接进入矿 井 2 样 主运皮带， 运输环节由原来的7部皮带减少 收稿日期 2 0 1 7 0 5 1 0 作者简介 李亮 1 9 9 6一 ， 男， 山东科技大学硕士研究生在读。 1 26 为 1部， 缩短运输距离约 2 8 0 0 m， 减少装机容量 1 9 7 5 k W， 仅电费每月节约 l 0 ． 2 万元。 娓 雒主 蓬 系 撇 嘴牺陋强 图 1 浅部主 运系统改造前后示意图 3 老矿井深部开采主运系统优化的必要性 架具有足够的下缩空间， 不至于在顶板来压较为 以孙村煤矿为例的老矿井由浅部开采向深部 剧烈时很快被压死。 开采发展过程中， 煤层地质条件和生产技术条件 2 ． 7推进速度调控 逐步发生了变化， 生产环节增多， 系统路线不断加 非来压期间， 慢速推进， 结合顶板预裂爆破措 长 ， 导致生产 成本的增加 ， 吨煤 生产费用提 高， 制 施 ， 使顶板充分垮落 ， 充实采空区， 减小悬顶空间； 约矿井生存发展。孙 村煤矿按 照新井建设模 式 ， 适宜推速度 4刀／ d一 5刀／ d ； 在工作面剧烈来压期 通过系统改造和报废原有二至五水平生产系统， 间， 活柱出现明显下缩时， 需要快速推进， 缩短单 简化了系统， 提升了能力， 实现了合理生产， 为煤 个采煤循环内顶板来压对支架的影响， 使顶板在 矿的可持续生产提供了宝贵的经验。 来不及明显下沉时便开始下一次移架， 从而减小 实际的活柱下缩量。 参开文献 [ 1 ] 石永奎， 等． 衰老矿区深部相邻多矿井资源整合与 系统重构[ J ] ． 中国矿业， 2 0 0 7 ， 6 ． [ 2 ] 莫技． 科技打造安全高效矿井[ J ] ． 中国煤炭工业 ， 2 0 0 8 ， 1 1 ． [ 3 ] 戎哲， 等． 特深矿井辅助运输系统优化应用研究 [ J ] ． 煤炭工程 ， 2 0 1 2 ， 1 ． [ 4 ] 郭俊杰． 晋城煤矿井 田开拓方案的可行性分析 [ J ] ． 山西煤炭管理干部学院学报， 2 o 1 5 ， 1 ． [ 5 ] 刘惠会， 刘光金． 石槽村煤矿 2 l采区准备方案分 析[ J ] ． 神华科技， 2 0 1 5 ， 3 ． 责任编辑 陈文明 上接第 1 2 3页 在工作面回采过程中要保障泵站压力及支架初撑 力， 采取带压擦顶移架的方式， 避免顶板在降架、 移架过程中产生过大的下沉， 在移架之后 ， 端面距 不能超标， 在顶板没有特殊构造的情况下， 支架之 间不能出现明显错茬 。 支护质量的提高 ， 尤其是初撑力的提高 ， 使支 架能够及时支撑顶板 ， 减小 了该阶段 支架活柱下 缩量， 同时为避免压架事故的发生奠定了基础。 2 ． 6合理采高控制 保障采高事实是保障支架活柱在具有一定下 缩量， 在顶板剧烈来压时采煤机仍然能够正常通 行， 实现工作面持续推进， 是保证工作面在具有压 架危险时不停采的关键。我矿 7 1 煤层发生过压架 工作面的最大活柱下缩量 0 ． 9 m， 工作面最小不可 缩高度 2 ． 7 m， 故要求采高不低于 3 ． 6 m， 以保证支 2 ． 8其他 措施 每 日 对工作面推进情况， 支架初撑力、 支架末 阻力、 采高、 顶板淋水情况、 片帮情况、 支护效果， 长观孔水位等进行记录， 编制 7 1 3 1 工作面安全开 采技术 日报 ， 对以上资料进行综合分析， 并对现 场存在的对 安全开采不利 的问题 ， 提 出意见和建 议， 为保障 7 1 3 1 工作面顺利回采提供借鉴。 建立健全排水系统， 制定工作面水害应急救 援预案和现场处置方案， 并进行救灾演练。 3应用效果 通过在 7 1 3 1 工作面采取以上措施， 顺利推过 了相邻的7 1 3 0工作面已发生过严重压架突水的位 置， 实现了工作面的安全开采， 虽然也经历了多次 剧烈的周期来压， 但并未出现活柱明显下缩或压 架事故， 回采煤炭约1 1 0 万吨。 由于工作面覆岩结构在有效的顶板控制措施 下保持了稳 定的运动状态 ， 也限制 了采场 上方导 水裂隙带高度的异常发育， 回采过程中没有出现 采空区大量涌水或是顶板明显淋水的现象， 说明 在采取上述压架 突水灾害防治技术 措施 ， 对 防范 突水灾害的发生具有重要作用， 创造了显著的社 会、 经济效益。 参考文献 [ 1 ] 许家林， 等． 松散承压含水层下采煤压架突水机理 与防治[ M] ． 中国矿业大学出版社 ， 2 0 1 2 ． 责任编辑 陈文明 1 27