斜井通風、運輸系統(tǒng)改造與優(yōu)化

陳汝南

(山西東輝集團 趙家山煤業(yè)，山西 太原 030402)

趙家山煤礦座落在太原市清徐縣境內，是一座設計能力1.2 Mt/a的現(xiàn)代化礦井，主斜井長920 m，半圓拱錨噴支護，斷面14.29 m2;副斜井長837 m，半圓拱錨噴支護，斷面14.81 m2，主副斜井坡度均為－25°，回風立井設計垂深393 m，目前主、副斜井和回風立井已施工至井底水平。在主、副斜井落底前，主副斜井通風是在地面安設18.5 kw×2 對旋局扇風機;運輸采用箕斗運輸，矸石到達地面后采用翻矸臺進行卸載。

趙家山煤礦是高瓦斯礦井，礦井平均絕對瓦斯涌出量75.16 m2/min。目前，因主副斜井沒有與回風立井貫通、無法形成正式的通風系統(tǒng)，主副斜井由于礦井通風路線長、風阻大，滿足不了礦井二期掘進施工通風和瓦斯管理需求。為解決以上通防問題，在井底施工主副斜井貫通聯(lián)絡巷，副斜井井口地面安裝2臺90 kw×2 對旋主扇風機，通風采用主斜井進風，副斜井回風的臨時通風方式，形成全負壓通風系統(tǒng)，將地面局扇風機移至井下，減少風阻，滿足井下掘進工作面的風量需求，為此必須對副斜井軌道運輸系統(tǒng)進行改造與優(yōu)化。

1 副斜井通風系統(tǒng)的改造

對副斜井井口原翻矸臺進行拆除，臨時部分進行封閉，在副斜井上口設置第一道風門，風道20 m 處設置第二道風門，以便不影響行車。在副斜井左側留設風洞出口和風道，臨時安裝兩臺90 kw ×2 對旋主扇抽風機，主井則改為自然負壓進風巷。主、副井臨時通風系統(tǒng)示意圖見圖1。

圖1 主、副井臨時通風系統(tǒng)示意圖

2 副斜井地面甩車場運輸系統(tǒng)的改造方案

副井口從上變坡點第一道風門向副斜井絞車方向施工，坡度改為+3°，坡道斜長75 m，寬2.6 m，副井口向左施工甩車場(雙道)，甩車場東側為翻矸機。井下掘進工作面矸石用1.5 t U 型礦車裝載，經副井絞車運至井口，經井口風門、上坡道、甩車場轉至翻矸機翻矸，用50 型裝載機把矸石轉運至矸石坑，地面信號室和絞車房能全程監(jiān)控礦車到達地面后的運行狀態(tài)。

副井提升每次提1.5 t U 型礦車4 個，甩車道為雙道，以便實現(xiàn)空、重車分道，優(yōu)化運輸路線，提高工效，見圖2。

圖2 副斜井地面甩車場平面示意圖

3 施工工序及工藝

3.1 施工前準備

1)測量部門提前按照設計圖紙的要求在現(xiàn)場劃分出施工區(qū)域和范圍，并分段標定設計參數(shù)的距離和坡度。

2)提前拆除副井口的翻矸臺、絞車架等設施，以及甩車場區(qū)域范圍內的地面整平相關工作，做好施工前的準備。

3.2 風機及風洞的施工

1)在副斜井左側施工風機風洞，風機風洞設計長50 m，寬4 m，高3 m，磚混結構，上方用水泥預制板堵頂，內外墻用水泥抹平，保證不漏風。

2)風機風洞施工結束，可以安裝風機。

3.3 坡道、風門的施工

1)風門風洞的施工:在副井井口的外延長線施工風門及風洞，風門風洞設計長22 m，寬4 m，高3 m，參數(shù)要求同風機風洞。

2)風門的施工:在風門風洞的兩側施工電動風門，2 道電動風門間距20 m。在每道風門前3 m 處的軌道上安裝手動阻車器1 道。

3)坡道的施工:坡道從井口25°變坡點起，全長61 m，寬4 m，坡度+3°，坡道基礎0.5 m，上部澆筑0.15 mm厚C20砼，下部和基礎砌筑C15毛石砼。

3.4 地面甩車場的施工

1)從副井口變坡點處向前61 m，此區(qū)間按3°坡度鋪設軌道，軌道采用30 kg/m，軌距600 mm，保證車輛低速下滑。

2)甩車道岔至車場，曲率半徑為12 m，弦線長度11 m。

3)按軌道鋪設位置重新布設副井絞車鋼絲繩高度，并增設鋼絲繩導向輪一個。

4)軌道鋪設完畢后，安設11.4 kW 絞車2 部。

5)軌道鋪好后，對周邊區(qū)進行水泥硬化，最后對軌道鋪設道渣。

3.5 信號及監(jiān)控設施施工

1)信號設施施工:第一道風門的內側安設副井口至副井絞車房、坡道上端打點信號室的聲光聯(lián)鎖信號一套，便于與井口、坡道上口及絞車房之間的信號聯(lián)絡。

2)監(jiān)控設施施工:第一道風門的內側安設副井口至副井絞車房、坡道上端打點信號室的監(jiān)控系統(tǒng)一套，探頭分別設在第一道風門外側，監(jiān)控井筒內60 m外礦車的運行狀況;在第一道風門和第二道風門的外側、井口坡道上端分別安裝一個探頭，監(jiān)控礦車出井口后的運行情況。

3.6 翻矸罐籠的施工

提前將地面整平，需要挖基礎部分提前給出尺寸，并用鋼筋C20砼澆筑。

4 結論

1)通過對通風系統(tǒng)的調整與改造，滿足了礦井二期工程掘進工程量的增加對通風的需求，減少了礦井瓦斯涌出對礦井施工的影響，確保了礦井施工的安全。

2)因礦井通風系統(tǒng)的調整，對礦井運輸也提出了新的要求，重新調整了副斜井的運輸方案，重點對副斜井井口軌道運輸進行系統(tǒng)改造和優(yōu)化。

3)通過對副斜井運輸系統(tǒng)的改造與優(yōu)化，實現(xiàn)空、重車分道，優(yōu)化運輸路線，提高工效;在重車到達地面后，通過坡道和道叉的優(yōu)化組合，使重車平穩(wěn)到達地面甩車場和翻矸臺，返回空車時，使空車在重力作用下，平穩(wěn)通過地面風門、風道，到達副斜井，實現(xiàn)了自動控制，提高了工作效率。

4)副斜井軌道通風、運輸系統(tǒng)改造與優(yōu)化方案，對基建礦井進入二期工程時通風和運輸系統(tǒng)的調整具有一定的借鑒意義。