李山龍
摘 要:在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中,井下軌道運(yùn)輸是一項(xiàng)非常關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)煤礦正常采掘作業(yè),必然要建立安全高效的運(yùn)輸系統(tǒng),來(lái)保證生產(chǎn)工作面所需設(shè)備和物料的運(yùn)輸。近年來(lái),隨著我國(guó)煤礦開采事業(yè)不斷發(fā)展,煤礦生產(chǎn)安全管理壓力日益增大,同時(shí),現(xiàn)階段我國(guó)相當(dāng)一部分煤礦進(jìn)入開采年限中后期,成本投入不斷提升,開采條件日益復(fù)雜,運(yùn)行成本壓力逐步增加,在巷道設(shè)計(jì)參數(shù)基本定型的前提下,對(duì)運(yùn)輸線路進(jìn)行適當(dāng)改造,以滿足復(fù)雜多變的運(yùn)輸需求,就顯得尤為迫切。本文主要針對(duì)在近垂直巷道交叉點(diǎn)進(jìn)行大角度下山運(yùn)輸作業(yè)時(shí)的軌道線路鋪設(shè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。
關(guān)鍵詞:煤礦運(yùn)輸;安全;近垂直巷道;線路鋪設(shè);創(chuàng)新
中圖分類號(hào):TD263 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
0 前言
東龐礦2600輔助采區(qū)位于礦井-480水平,北翼二期延伸巷道正前。該采區(qū)設(shè)計(jì)布置軌道巷、回風(fēng)巷、皮帶巷各一條,3條巷道平行布置,方位為321° 59′ 50″,巷道間距均為34m。3條巷道間共布置5條聯(lián)絡(luò)巷道,其中第四聯(lián)絡(luò)巷自軌道巷向回風(fēng)巷方向下山角度為31°,該巷道與軌道巷、回風(fēng)巷、皮帶巷夾角均為81°,且生產(chǎn)過(guò)程中,需自軌道巷經(jīng)聯(lián)絡(luò)巷向回風(fēng)巷運(yùn)輸物料、設(shè)備等。
由于2600輔助采區(qū)軌道巷與第四聯(lián)絡(luò)巷為近垂直交叉,巷道交叉點(diǎn)空間不足,且聯(lián)絡(luò)巷下山角度為31°,如采用常規(guī)軌道線路鋪設(shè)方式,在交叉點(diǎn)處做出軌道平坡頭,將使聯(lián)絡(luò)巷下山運(yùn)輸角度繼續(xù)增大至37°,嚴(yán)重威脅運(yùn)輸作業(yè)安全,故在設(shè)計(jì)之初該方案即首先被排除;如不在交叉點(diǎn)處做平坡頭,按照常規(guī)鋪設(shè)方式,直接在巷道拐彎處鋪設(shè)彎道,則面臨以下問題:①由于下山運(yùn)輸,運(yùn)輸作業(yè)將面臨斜巷摘掛鉤、在斜面設(shè)置彎道等運(yùn)輸問題,嚴(yán)重威脅作業(yè)人員人身安全;②運(yùn)輸期間除設(shè)置圖1所示1號(hào)絞車外,還需在圖1所示2號(hào)絞車位置處設(shè)置彎道運(yùn)輸專用絞車,增加運(yùn)輸環(huán)節(jié);③為滿足軌道鋪設(shè)安全間距要求,需對(duì)巷道拐角處圖1所示陰影部分進(jìn)行擴(kuò)幫施工,該施工會(huì)使導(dǎo)致巷道交叉點(diǎn)處頂板跨度增大,為后期巷道頂板維護(hù)、人員安全帶來(lái)較大隱患。
1 運(yùn)輸軌道線路鋪設(shè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
為了避免上述所面臨運(yùn)輸問題的出現(xiàn),同時(shí)最大限度地保證運(yùn)輸作業(yè)人員的人身安全,提高運(yùn)輸作業(yè)安全系數(shù),我們確定了以下原則作為該處軌道線路鋪設(shè)創(chuàng)新研究的前提:(1)必須設(shè)置平坡頭;(2)避免在斜面設(shè)置曲線軌道;(3)避免巷道擴(kuò)幫導(dǎo)致交叉點(diǎn)處頂板跨度增加。
在通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè),并結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì)要求,我們改變了以往軌道鋪設(shè)施工的固定思維,首先,由于輔助軌道巷運(yùn)輸軌道內(nèi)側(cè)空間有限,排除在內(nèi)側(cè)設(shè)置平坡頭方案,考慮利用巷道交叉點(diǎn)處輔助軌道巷內(nèi)運(yùn)輸線路外側(cè)空間,在運(yùn)輸線路另一側(cè)鋪設(shè)圓形平車場(chǎng),使用左開道岔,巷道內(nèi)鋪設(shè)水平曲線車場(chǎng),車場(chǎng)總長(zhǎng)約7m,可臨時(shí)存放兩輛罐車;其次,軌道交叉處使用“井”字形交叉軌道,解決了兩條軌道交叉運(yùn)輸問題,為平車場(chǎng)的鋪設(shè)提供了可能性。通過(guò)上述方案避免了斜巷摘掛鉤、斜面彎道運(yùn)輸?shù)膯栴},又充分利用巷道空間,做出車場(chǎng)、平坡頭,滿足該地區(qū)運(yùn)輸?shù)管囆枨?,如圖1所示。
2 關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)
(1)打破以往軌道線路鋪設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)在運(yùn)輸方向設(shè)計(jì)平坡頭的固定思維,在空間不足的情況下,最大限度地利用巷道運(yùn)輸線路外側(cè)原本已有空間,設(shè)計(jì)半圓形平車場(chǎng),該車場(chǎng)既能夠滿足運(yùn)輸期間臨時(shí)存車、倒車需求,又能夠在物料下運(yùn)時(shí)起到平坡頭作用,一舉兩得,對(duì)運(yùn)輸安全和運(yùn)輸效率均有較大提升。
(2)使用“井”字形交叉軌道,解決了兩條軌道線路交叉運(yùn)輸問題,為平車場(chǎng)的鋪設(shè)提供了可能性。
3 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)及應(yīng)用前后指標(biāo)對(duì)比
(1)安全效益
運(yùn)輸安全:該方案線路使用前,原設(shè)計(jì)方案線路在2號(hào)絞車彎道運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,多次出現(xiàn)罐車在斜面曲線段掉道情況,嚴(yán)重威脅運(yùn)輸作業(yè)人員人身安全,自該方案使用后,只需安設(shè)一部1號(hào)絞車,運(yùn)輸過(guò)程中未再出現(xiàn)罐車掉道情況,簡(jiǎn)化運(yùn)輸系統(tǒng)的同時(shí)從根本上提高了運(yùn)輸作業(yè)安全性。
頂板安全:原軌道線路鋪設(shè)需對(duì)巷道夾角處進(jìn)行擴(kuò)幫,從而滿足正常運(yùn)輸需要,而新型軌道鋪設(shè)最大程度利用了巷道空間,不需要對(duì)巷道進(jìn)行擴(kuò)幫,即減少了工程量,又避免了因擴(kuò)幫而導(dǎo)致巷道交叉點(diǎn)跨度增大而帶來(lái)的后期巷道頂板下沉、開裂等安全隱患。
該方案具有極高安全效益。
(2)生產(chǎn)效率
該方案線路使用前,原設(shè)計(jì)方案線路在運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,軌道巷與回風(fēng)巷同時(shí)運(yùn)輸,每小班平均運(yùn)輸物料4車,自該方案使用后,每小班平均運(yùn)輸物料可達(dá)6車,生產(chǎn)效率提升50%。
(3)巷道擴(kuò)幫作業(yè)成本
原設(shè)計(jì)方案需對(duì)曲線處巷幫進(jìn)行擴(kuò)幫施工,以滿足軌道鋪設(shè)要求,該擴(kuò)幫施工共需用工約30個(gè),依據(jù)我礦人均工資標(biāo)準(zhǔn),每工按照286元計(jì)算,共計(jì)8580元,頂幫支護(hù)成本約8000元,共計(jì)16580元。
4 應(yīng)用推廣前景
運(yùn)輸系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中地位舉足輕重,運(yùn)輸事故在煤礦事故中占據(jù)較大比例,近年來(lái),隨著我國(guó)煤礦開采事業(yè)不斷發(fā)展,國(guó)家不斷在煤礦開采設(shè)計(jì)、安全監(jiān)管、事故追究等環(huán)節(jié)加大管理力度,煤礦生產(chǎn)安全管理壓力日益增大,同時(shí),現(xiàn)階段我國(guó)相當(dāng)一部分煤礦進(jìn)入開采年限中后期,成本投入不斷提升,開采條件日益復(fù)雜,運(yùn)行成本壓力逐步增加,在巷道設(shè)計(jì)參數(shù)基本定型的前提下,對(duì)運(yùn)輸線路進(jìn)行適當(dāng)改造,以滿足復(fù)雜多變的運(yùn)輸需求,就顯得尤為迫切。
該線路設(shè)計(jì)避免了原運(yùn)輸線路存在的斜巷摘掛鉤、斜面彎道運(yùn)輸?shù)膯栴},從根本上提高了運(yùn)輸安全性,最大程度保證了作業(yè)人員人身安全;在運(yùn)輸過(guò)程中,相比原運(yùn)輸線路少使用一部彎道絞車,減少運(yùn)輸環(huán)節(jié),使運(yùn)輸系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單;原軌道線路鋪設(shè)需對(duì)巷道夾角處進(jìn)行擴(kuò)幫,從而滿足正常運(yùn)輸需要,而新型軌道鋪設(shè)最大程度利用了巷道空間,不需要對(duì)巷道進(jìn)行擴(kuò)幫,既減少了工程量,又避免了因擴(kuò)幫而導(dǎo)致巷道交叉點(diǎn)跨度增大而帶來(lái)的后期頂板下沉、開裂等安全隱患;新型軌道線路“井”字形交叉道的使用是運(yùn)輸線路實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),對(duì)今后同類軌道的鋪設(shè)具有重要的借鑒意義。
該線路設(shè)計(jì)為同類巷道運(yùn)輸線路鋪設(shè)提供了解決方案,對(duì)井下巷道空間不充足情況下軌道鋪設(shè)具有一定借鑒意義。
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