大柳塔煤礦井下周轉(zhuǎn)材料庫的設計與應用

李瑞群，陳蘇社，楊 飛

(神東煤炭集團大柳塔煤礦，陜西 神木 719315)

0 引言

大柳塔煤礦以往對周轉(zhuǎn)材料的管理都是將周轉(zhuǎn)材料升井后集中存放在地面庫房進行管理，由于礦井周轉(zhuǎn)物資數(shù)量很大，需要占用大面積的地面庫房場地，而礦井工業(yè)場地面積又十分有限，這就造成了周轉(zhuǎn)物資在地面管理十分困難[1-3]。同時，在煤礦井下生產(chǎn)過程中，周轉(zhuǎn)材料需要頻繁地入井和升井運輸，不僅運輸費用高，而且運輸過程中也存在一定的安全隱患。為了解決這些問題，大柳塔煤礦在井下采煤層選擇了合適的位置設計了專門用于周轉(zhuǎn)物資管理的周轉(zhuǎn)材料庫，將周轉(zhuǎn)材料直接存放在井下進行管理，這不僅解決了周轉(zhuǎn)材料庫房占用地面場地的壓力，又降低了周轉(zhuǎn)材料管理運輸?shù)馁M用[4-6]，還消除了運輸環(huán)節(jié)的安全隱患，使周轉(zhuǎn)材料的管理更加方便高效。現(xiàn)針對大柳塔煤礦周轉(zhuǎn)材料庫的設計和應用進行詳細介紹。

1 井下周轉(zhuǎn)材料庫的設計

大柳塔煤礦為一礦兩井，分別為大柳塔井和活雞兔井，文中介紹的是大柳塔井的周轉(zhuǎn)材料庫設計和應用。大柳塔井采用平硐和斜井聯(lián)合開拓方式，礦井共有2個開采水平，其中一水平2-2煤層已經(jīng)回采完畢，目前正在開采二水平5-2煤層，5-2煤煤層厚度3～7 m，平均煤厚5.5 m，埋深80～240 m。5-2煤共劃分6個盤區(qū)，未來十幾年的主要開采盤區(qū)為五、六盤區(qū)。大柳塔井的輔助運輸方式為無軌膠輪化運輸，井下周轉(zhuǎn)材料的運輸都是用無軌膠輪車來進行運輸。

1.1 井下周轉(zhuǎn)材料庫位置的選擇

在煤礦井下選擇周轉(zhuǎn)材料庫的位置要考慮到既不能影響綜采面的正常布置，不能占用大量煤炭資源，又要保證材料庫不能距離主要開采盤區(qū)作業(yè)地點太遠。按照這些原則，大柳塔井巧妙地選擇了5-2煤五盤區(qū)大巷和六盤區(qū)大巷之間的三角區(qū)域作為周轉(zhuǎn)材料庫的建設地點，該三角區(qū)域原本就無法布置綜采面回采，將周轉(zhuǎn)材料庫布置在該區(qū)域基本沒有浪費煤炭資源，并且未來十幾年大柳塔井的主要采掘戰(zhàn)場也在五、六盤區(qū)，而這個區(qū)域正好在2個盤區(qū)的中間位置，兼顧了2個盤區(qū)的材料運輸，可以使周轉(zhuǎn)材料的應用更加便捷和高效。大柳塔煤礦井下周轉(zhuǎn)材料選擇的位置，如圖1所示。

圖1 大柳塔井井下周轉(zhuǎn)材料庫建設位置

1.2 井下周轉(zhuǎn)材料庫設計

井下周轉(zhuǎn)材料庫的設計既要考慮能夠盡可能多的存放物資，同時還要考慮車輛在材料庫內(nèi)行駛的方便，并且材料庫內(nèi)要便于形成通風系統(tǒng)，大柳塔井周轉(zhuǎn)材料庫的設計如圖2所示。在設計時盡量多地規(guī)劃了材料巷和材料硐室，由1條主材料巷、3條分區(qū)材料巷和許多材料硐室組成，其中主材料巷的寬度為6 m，分區(qū)材料巷和硐室的寬度為5.5 m，這樣的巷道寬度可以保證巷道一側(cè)放置材料后，剩余的巷寬還能夠保證正常行車，可以最大限度地利用材料巷的空間進行物資存放。材料巷之間的煤柱寬度為20 m，材料硐室深度為5 m。

圖2 大柳塔井井下周轉(zhuǎn)材料庫設計平面圖

1.3 周轉(zhuǎn)材料庫的通風系統(tǒng)

為了使井下周轉(zhuǎn)材料庫形成穩(wěn)定可靠的通風系統(tǒng)，大柳塔井周轉(zhuǎn)材料庫利用了其位置在五、六盤區(qū)相交區(qū)域的特點。新鮮風流由六盤區(qū)的輔運大巷進入周轉(zhuǎn)材料庫，經(jīng)過材料硐室后，風流再進入五盤區(qū)回風大巷，這就形成了獨立的通風系統(tǒng)，不需要施工其它的通風設施，既簡單又可靠。大柳塔井井下周轉(zhuǎn)材料庫通風系統(tǒng)圖，如圖3所示。

圖3 大柳塔井井下周轉(zhuǎn)材料庫通風系統(tǒng)示意圖

2 井下周轉(zhuǎn)材料庫的施工

大柳塔井井下周轉(zhuǎn)材料庫采用連采機掘進工藝進行施工，該工藝的主要配套設備為1臺12CM15-10D型連采機、1臺ARO-4E00-2250-WT四臂錨桿機、1臺10SC32-48C型梭車、1臺GP460/150型給料破碎機和2臺DSP-1080/1000型膠帶輸送機。

周轉(zhuǎn)材料庫在施工時，在六盤區(qū)輔運大巷開口巷道進行掘進，首先雙巷掘進主材料巷和上邊第1條分區(qū)材料巷，將這2條材料巷與五盤區(qū)回風大巷貫通，形成通風系統(tǒng)，然后再逐步施工下面2條分區(qū)材料巷和材料硐室。

周轉(zhuǎn)材料庫巷道斷面的設計既要滿足材料的存放，還要滿足車輛行駛的寬度和高度要求。由于主材料巷車輛行駛頻繁，并且有時需要進入體型較大的車輛，因此斷面尺寸設計為6 m×4.2 m，而分區(qū)材料巷行車頻度較少，所以分區(qū)材料巷和硐室斷面尺寸設計較主材料巷的斷面小些，為5.5 m×3.8 m。由于周轉(zhuǎn)材料庫要長期使用，服務年限長，因此要保證巷道的支護強度，確保周轉(zhuǎn)材料庫頂板的安全，巷道支護設計為頂板采用“φ17.8 mm×6 500 mm錨索+φ18 mm×2 100 mm圓鋼錨桿+冷拔絲網(wǎng)片”支護，兩幫采用“φ18 mm×1 800 mm圓鋼錨桿+冷拔絲網(wǎng)片”支護，大柳塔井井下材料庫的巷道支護斷面圖如圖4、圖5所示。

圖4 主材料巷斷面圖

圖5 分區(qū)材料巷和硐室斷面圖

為了便于材料物資的存放和運輸，保證材料庫存放空間的整潔，需要對材料庫巷道的頂板和兩幫進行噴漿并施工砼底板。噴漿的厚度不小于8 mm，砼底板厚度為0.2 m，砼標號C20。

3 井下周轉(zhuǎn)材料庫的日常應用和管理

井下周轉(zhuǎn)材料庫參照地面庫房的管理要求在日常管理中要嚴格進行管理，嚴格做好周轉(zhuǎn)材料的出入庫登記和核查工作，安排專人對材料庫進行24 h值班看守，確保周轉(zhuǎn)材料庫的正常運行。

大柳塔煤礦周轉(zhuǎn)材料庫的設計實現(xiàn)了車輛的環(huán)形運輸，車輛進入周轉(zhuǎn)材料庫后直接進入到相應的分區(qū)材料巷進行材料的裝卸，然后環(huán)形進入主材料巷駛出，車輛行駛的路線示意圖如圖6所示，這種行車模式避免了車輛在巷道內(nèi)的會車，提高了運輸效率，保證了行車安全。

圖6 大柳塔井井下周轉(zhuǎn)材料庫行車路線示意圖

為了更加便于周轉(zhuǎn)材料的管理，大柳塔煤礦將周轉(zhuǎn)材料庫分為不同的區(qū)域存放不同的物資，主要存放區(qū)域包括水管存放區(qū)、膠帶機帶面存放區(qū)、膠帶機H架、縱梁、托輥存放區(qū)等。分區(qū)管理使得周轉(zhuǎn)材料的管理更加規(guī)范，材料的收發(fā)效率也更高，提升了井下周轉(zhuǎn)材料的管理水平。

為了保證井下周轉(zhuǎn)材料管理的安全，杜絕材料被盜丟失，在周轉(zhuǎn)材料庫的入口設計柵欄門和運輸警示標志，并在柵欄門口附近位置專門設置安全管理人員，負責車輛及材料出入的登記，并由管理人員對周轉(zhuǎn)材料庫進行日常巡查，使周轉(zhuǎn)材料更加安全。

4 結(jié)語

大柳塔煤礦在井下建設了周轉(zhuǎn)材料庫，在煤礦井下實現(xiàn)周轉(zhuǎn)材料的管理在我國尚數(shù)首次，井下周轉(zhuǎn)材料庫的成功應用不僅解決了礦井周轉(zhuǎn)材料需要占用大量工業(yè)場地的難題，同時減少了周轉(zhuǎn)材料頻繁運輸?shù)沫h(huán)節(jié)，消除了周轉(zhuǎn)材料在運輸過程中的安全隱患，降低生產(chǎn)成本，可以在具備條件的礦井進行推廣應用。