西二下盤區(qū)101運輸順槽系統(tǒng)巷優(yōu)化設計論文
摘要:綜采工作面運輸順槽系統(tǒng)巷主要包括著回風繞道、運料繞道以及輔助設施，由于煤礦生產部門對系統(tǒng)巷設計不合理，經常出現系統(tǒng)巷施工難度大、施工周期長以及損失煤柱多等難題，不僅影響著整個巷道施工進度，而且在施工期間很容易發(fā)生重大安全隱患，對此山煤集團左云長春興煤業(yè)有限公司綜掘隊在施工西二下盤區(qū)101運輸順槽系統(tǒng)巷時通過對原系統(tǒng)巷設計存在問題進行分析，并對原系統(tǒng)巷進行優(yōu)化設計，實踐證明優(yōu)化后系統(tǒng)巷降低了巷道施工難度，提高了巷道掘進效率，取得了顯著的成效。
關鍵詞:系統(tǒng)巷掘進；優(yōu)化設計；研究應用
1.概述
山煤集團左云長春興煤業(yè)有限公司101綜采工作面位于礦井西二下盤區(qū)，工作面以西依次布置三條盤區(qū)大巷，分別為盤區(qū)運輸巷、盤區(qū)皮帶巷、盤區(qū)回風巷，各巷道之間預留保安煤柱寬度為35m，綜采工作面落煤后主要通過安裝在101運輸順槽內的膠帶輸送機搭接盤區(qū)皮帶巷內膠帶輸送機進行聯(lián)合出煤。101運輸順槽設計長度為1800m，巷道設計斷面規(guī)格為寬×高=4.6m×3.5m，101運輸順槽從盤區(qū)皮低矮巷開口施工，巷道掘進5°坡度下山掘進，當101運輸順槽掘進35m后將進入盤區(qū)運輸巷底板處，然后平行掘進5m后以5°坡度上山掘進，掘進40m后101運輸順槽進入22號煤層并繼續(xù)平行掘進，為了便于101運輸順槽在施工期間形成安全穩(wěn)定的通風系統(tǒng)及便于行人、運料，施工巷道施工至55m處按設計進行拐彎施工101運輸順槽回風繞道，回風繞道設計長度為135m，并在盤區(qū)運輸巷及盤區(qū)皮帶巷頂板施工2座風橋，101運輸順槽施工至58m處按設計進行拐彎施工101運料繞道，運料繞道設計長度為60m,至此整個101運輸順槽系統(tǒng)巷施工結束，系統(tǒng)巷掘進總長度為295m，其中施工2座風橋，掘進周期為80天。
2.原系統(tǒng)巷存在問題分析
（1）101運輸順槽從盤區(qū)皮帶巷開口，并以5°斜坡下山掘進，當巷道掘進至盤區(qū)運輸巷底板下方時兩巷層間距為2m，根據礦地測科提供巷道頂底板巖性資料顯示22號煤層底板主要以炭質泥巖為主，當101運輸順槽施工至盤區(qū)運輸巷下方時巷道頂板出現破碎、支護困難現象，同時兩巷層間距較小無法加固101運輸順槽穿巷時頂板穩(wěn)定性。
（2）由于101運輸順槽開口35m范圍內以5°下坡下山掘進，當施工巷道穿過盤區(qū)運輸巷時將繼續(xù)以5°斜坡上山掘進，受巷道坡度影響輸送機穩(wěn)裝后在此段范圍內經常出現皮帶跑偏、上竄下跳現象，不僅降低了煤炭運輸效率，縮短了帶式輸送機使用壽命，而且很容易發(fā)生重大煤礦安全事故。
（3）當101運輸順槽施工85m后按設計拐彎施工101回風繞道，為避免回風系統(tǒng)出現紊亂現象，在施工回風繞道時需在盤區(qū)運輸巷及盤區(qū)皮帶巷施工兩座風橋，在盤區(qū)運輸巷風橋挑頂施工時不僅影響運輸巷行車、行人，而且不利于挑頂后矸石運輸。在盤區(qū)皮帶巷風橋挑頂時為了確保整個盤區(qū)運輸系統(tǒng)穩(wěn)定，需在盤區(qū)皮帶上搭設工作盤，加大了風橋施工難度，而且很容易造成挑頂后落下煤矸石砸壞膠帶輸送機。
（4）在施工101運料繞道和回風繞道時由于巷道拐彎較多，巷道無法采用掘進機施工，從而造成巷道施工難度大，巷道施工周期長。
（5）101運輸順槽開口掘進至85m處時開始施工回風繞道及運料繞道，受運料繞道及回風繞道保護煤柱影響，101工作面應提前停采，從而縮短了工作面回采長度，降低了煤柱回采量。
3.系統(tǒng)巷優(yōu)化設計
為了保證101運輸順槽穩(wěn)裝帶式輸送機后能夠安全高效運行，減少施工巷道開挖量以及煤柱損失量，同時為了巷道施工安全，縮短巷道施工周期，山煤集團左云長春興煤業(yè)有限公司綜掘隊對原運輸系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。
（1）首先根據山煤集團左云長春興煤業(yè)有限公司地測科給定的`巷道中線皮運聯(lián)巷，皮運聯(lián)巷從盤區(qū)皮帶巷開口并沿22號煤層頂底板平行掘進，當巷道掘進35m后與盤區(qū)運輸巷貫通，為確保巷道開口及貫通時施工巷道頂板穩(wěn)定，在巷道開口處及貫通口處分別施工2根長度為4.5m鎖口鋼梁。
（2）當皮運聯(lián)巷施工到位后按巷道中腰線繼續(xù)從盤區(qū)運輸巷開口施工101運輸順槽，當從盤區(qū)運輸巷開口施工30m處開始按設計拐彎施工101回風繞道，由于101運輸順槽與102回風順槽之間保護煤柱寬度為35m，可將101回風繞道直接與102回風繞道貫通，至此整個優(yōu)化后的系統(tǒng)巷施工完成，系統(tǒng)巷掘進長度為100m。
（3）整個101運輸順槽施工完后通過在運輸順槽內穩(wěn)裝帶式輸送機并搭接盤區(qū)皮帶巷進行聯(lián)合出煤，但是優(yōu)化后的101運輸順槽穩(wěn)裝輸送機機后必須從盤區(qū)運輸巷穿過，為了避免不影響運輸巷行人、通車及加強輸送機安全管理，綜掘隊通過分析研究決定在盤區(qū)運輸巷與盤區(qū)皮帶巷之間起底，并在盤區(qū)運輸巷起底處鋪設密集工字鋼，起底后在起底處穩(wěn)裝轉載機，將101運輸順槽帶式輸送機與轉載機搭接，再將轉載機與盤區(qū)皮帶巷輸送機搭接進行聯(lián)合出煤。
（4）為了保證皮運聯(lián)巷之間起底施工安全及施工質量，施工過程中必須嚴格按設計進行，具體施工方法如下：①首先從皮運聯(lián)巷距貫通口20m處開始起底，起底寬度2.5m，并以5°斜坡下山掘進；②當起底至盤區(qū)運輸巷且距101運輸順槽1m時停止起底施工，起底總長度為26m；③起底后為了不影響盤區(qū)運輸巷行人、通車，在盤區(qū)運輸巷起底上方鋪設密集11號工字鋼梁，長度為4.5m，每根鋼梁兩端切割直徑為25mm的圓孔，工字鋼鋪設完后在兩端分別穿插1根長度6.3m鋼絞線并采用鎖具進行緊固，盤區(qū)運輸巷共計鋪設70根鋼料.
4.結束語
山煤集團左云長春興煤業(yè)有限公司綜掘隊在施工101運輸順槽系統(tǒng)巷時對原系統(tǒng)巷存在的問題進行了分析，并根據實際情況對原系統(tǒng)巷進行了優(yōu)化設計，優(yōu)化后的運輸系統(tǒng)保證了101運輸順槽內帶式順輸送機穩(wěn)裝后安全穩(wěn)定運轉，優(yōu)化后的系統(tǒng)巷由原長度為295m縮短至100m，大大降低了巷道掘進工程量，以及優(yōu)化后系統(tǒng)巷無需施工風橋及穿巷施工，大大提高了巷道掘進效率及施工安全，同時優(yōu)化后系統(tǒng)巷減少了工作面煤柱的損失，與原系統(tǒng)巷相比預計減少煤炭損失量達5萬t，由此可見通過優(yōu)化設計后取得了顯著的經濟、安全效益。
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