膠帶順槽機(jī)頭硐室設(shè)計優(yōu)化探討

摘 要：以城郊煤礦2702綜采工作面膠帶順槽機(jī)頭硐室為例，探索并優(yōu)化了膠帶順槽機(jī)頭硐室斷面設(shè)計，闡述了項目研究內(nèi)容和實施目標(biāo)，并從實施方案、技術(shù)路線、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等進(jìn)行論證分析，可供類似條件開采的礦井借鑒。

關(guān)鍵詞：斷面優(yōu)化；機(jī)頭硐室；設(shè)計優(yōu)化

1 工程概況

（1）2702工作面為綜采背拉工作面，2702上巷為膠帶運(yùn)輸巷，設(shè)計長度1250m，沿85°方位角掘進(jìn)施工，擔(dān)負(fù)著2702工作面上段后期出煤任務(wù)。根據(jù)設(shè)計要求，開口前8m施工為4.6m大斷面，之后巷道施工為4.2m斷面。

（2）存在問題

2702上巷機(jī)頭硐室段與2702上巷車場貫通后，需安裝DSJ-100/63/2×90kW帶式輸送機(jī)一部。面向工作面方向，膠帶中心偏巷道中心左0.6m，機(jī)頭硐室段前8m為安裝帶式輸送機(jī)機(jī)頭及配電點(diǎn)的4.6m大斷面。

DSJ-100/63/2×90kW帶式輸送機(jī)與掘進(jìn)區(qū)隊傳統(tǒng)使用的SSJ800帶式輸送機(jī)最大的區(qū)別在于機(jī)頭段將功率為40kW的電機(jī)更換為90kW電機(jī)，另外還安裝有抱閘電機(jī)，對安裝空間的要求更高。DSJ-100/63/2×90kW帶式輸送機(jī)機(jī)頭大架寬度1400mm，輸送機(jī)上的電機(jī)+減速機(jī)+抱閘電機(jī)規(guī)格：長*寬=3.2*1.5m。

2 方案設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)場安裝需要，安裝DSJ-100/63/2×90kW帶式輸送機(jī)配套配電點(diǎn)開關(guān)及附屬設(shè)施數(shù)量為：膠帶機(jī)控制箱1臺、消防沙箱1套、膠帶機(jī)頭饋電開關(guān)1臺、膠帶機(jī)1#、2#驅(qū)動電機(jī)開關(guān)2臺、膠帶機(jī)1#、2#抱閘電機(jī)開關(guān)2臺、照明綜保開關(guān)1臺。

正常情況下，膠帶機(jī)機(jī)頭硐室段放置的開關(guān)有：饋電開關(guān)一臺、膠帶機(jī)電機(jī)1#開關(guān)、2#開關(guān)共計兩臺、抱閘電機(jī)開關(guān)兩臺、張緊絞車開關(guān)一臺、照明綜保一臺，共計6臺開關(guān)。根據(jù)機(jī)電管理要求，開關(guān)之間間距不低于0.8m，端頭開關(guān)距開關(guān)架邊緣不低于0.5m計算，放置開關(guān)架需要的空間為8*0.5+2*0.5=5m，6臺開關(guān)自身占據(jù)空間（長度）約2.5m，加上膠帶機(jī)頭需放置膠帶機(jī)控制箱、消防沙箱等需1.5m左右，膠帶機(jī)頭擴(kuò)幫段長度不得低于15.5m。因2702上巷機(jī)頭配電點(diǎn)側(cè)與二水平東翼膠帶巷間的夾角為銳角，故膠帶機(jī)頭的電機(jī)減速機(jī)等可深入二水平東翼膠帶大巷一部分，節(jié)省了一部分空間，通過實際測算，需對2702上巷機(jī)頭硐室段擴(kuò)幫5m長、0.6m寬。

根據(jù)實際測算，安裝DSJ-100/63/2×90kW帶式輸送機(jī)及配電點(diǎn)的大斷面巷道長度不得小于13m。

3 支護(hù)方案

（1）頂板采用錨網(wǎng)帶支護(hù)，錨桿為Φ20×2500mm高強(qiáng)錨桿，鋼帶選用4700mm長的M型鋼帶，沿巷道走向布置，配合900×2000mm鋼筋網(wǎng)及150×100×12mm型M托盤支護(hù)。

（2）幫部采用錨網(wǎng)帶支護(hù)，錨桿選用Φ20×2500mm高強(qiáng)錨桿，錨桿間排距為700×700mm，矩形布置，從煤壁向外依次采用1000×2000mm型鋼筋網(wǎng)、M型鋼帶（選用1700mm長配合1000mm長）及150×100×12mm的M托盤支護(hù)。

4 技術(shù)路線

因每條機(jī)頭硐室巷道與相連接的膠帶大巷之間夾角及兩條巷道膠帶中心線位置不同，安裝帶式輸送機(jī)在機(jī)頭硐室巷道內(nèi)縱向位置也不同，另外每部帶式輸送機(jī)所配套的開關(guān)等設(shè)備不同，所以每條機(jī)頭硐室所需大斷面巷道長度也不同。

目前城郊煤礦有近半的順槽都是沿空掘巷，為保證最大回收煤炭資源，兩巷間煤柱留設(shè)都較小，巷道斷面越大巷道所承受的壓力就越大，后期巷道變形就越嚴(yán)重，如果大斷面巷道施工長度過長，巷修工程量就會相應(yīng)增加。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，通過以上優(yōu)化設(shè)計，以最小的施工工程量，既能確保設(shè)備正常安裝及后期維護(hù)的空間，又能減少工程量。

2702上巷機(jī)頭硐室段大斷面巷道長度為8m，為滿足后期安裝對巷道進(jìn)行擴(kuò)幫5m。

經(jīng)濟(jì)效益：安裝帶式輸送機(jī)時進(jìn)行擴(kuò)幫施工，需3個生產(chǎn)班完成，第一個生產(chǎn)班將頂板錨桿施工完畢，第二個生產(chǎn)班將上部煤及上部幫錨施工完畢，第三個生產(chǎn)班將下部煤及下部錨桿施工完畢。

增加3個生產(chǎn)班工作量，按每班正常出勤15人計算，平均工資6000元，可節(jié)省人工費(fèi)：3×15×200=9000元。

直接掘進(jìn)采用4.6m長M鋼帶，相比4.2m長M鋼帶7排多使用7×0.4=2.8m鋼帶，擴(kuò)幫時使用4.2m+1m=5.2m長M鋼帶，節(jié)省5.2-2.8=2.4m鋼帶。擴(kuò)幫7排，按損耗3排幫部M鋼帶計算，損耗M鋼帶總長3×2.8=8.4m可節(jié)省材料費(fèi)：10.8×7×6.3=476.28元。

鋼筋網(wǎng)：減少一次搭接可節(jié)?。?.14×5=0.7m2，擴(kuò)幫時按2片鋼筋網(wǎng)損耗，可節(jié)省1×2×2=4m2鋼筋網(wǎng)。節(jié)省材料費(fèi)：4.7×43=202.1元

錨桿：幫部所有錨桿均報廢4×7=28根。節(jié)省材料費(fèi)28×41=1148元。

錨固劑：多損耗錨固劑28×2×2.31=129.36元。

另外還有M托盤、鐵絲等小件材料合計約1000元。

方案優(yōu)化后可節(jié)省人工費(fèi)和材料費(fèi)：9000+476.28+202.1+1148+129.36+1000=10955.74元。

社會效益：正常掘進(jìn)時采用刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，擴(kuò)幫時采用人工出煤。出煤量：5×3×0.4=6m3。全部人工搬運(yùn)約11m裝至皮帶上。人工裝煤時帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間增加人員的安全隱患。

6 結(jié)束語

根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備布置情況，充分考慮后期回采期間需要的設(shè)備安裝空間，在掘進(jìn)作業(yè)時一次性將后期所需施工到位，減少了后期措施工程量，節(jié)省了人力物力，提高了勞動效率。為今后其他工作面機(jī)頭硐室施工提供了借鑒依據(jù)。

作者簡介：段蘇康（1986-），男，陜西省商洛市，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，2010年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程系，現(xiàn)任河南能化集團(tuán)永煤公司城郊煤礦綜掘一隊技術(shù)副隊長，主要從事煤礦開采技術(shù)與管理工作。