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摘要:矿井掘进巷道多段坡度联合施工时,即平巷变坡施工下山期间,常使用复杂的甩车场方式进行运输,通过技术创新改造为平车场方式进行运输,能够节约井巷工程量,降低巷道施工成本,运输系统简单,避免蹬勾工人力推矿车的工作量,从而提高经济效益。
关键词:平车场;运输改造;节约井巷;经济效益
新建煤矿位于七台河矿区西部,行政区划属七台河市新兴区,矿址东北距七台河火车站约2.5公里,东南距七台河分公司约15公里。矿井开拓方式为斜、立井多水平开拓。一水平标高为-100m,已经回采完毕;二水平标高为-250m,设计为上下山开采,现所有采区上山部分均已回采完毕,全部进入下山开采。终止标高为-550米。三水平标高为-550m,正在建设中。新建煤矿设计能力为120万吨,核定能力为190万吨/年。
现开采煤层有90、91、93、94、95、96、98共计7层,其中90、93、94、96、98为主力煤层。
煤层为缓倾斜薄及中厚煤层(以薄煤层为主),倾角变化于2-36°之间,可采厚度变化于0.6-1.3m之间。
1、立项背景
新建煤矿五采区预计施工三水平五采总回风巷,由于工程量大、工期紧张,运输复杂等因素,严重制约现场实际生产。为了使三水平五采总回风巷尽早投入使用,拓展思路、大胆创新,将新建煤矿以往惯用且复杂的甩车场绕道运输系统改为简易平车场运输系统,节约井巷掘进工程量,减少运输环节,提高工作效率,保证人员安全。
2、详细技术内容
新建煤矿五采区施工三水平五采总回风巷,先平坡施工1000m再变负坡施工下山400m,平巷采用8T电瓶车牵引2吨矿车运输,下山采用JD-2.5(40KW)绞车辅助提升,在技术、经济和安全方面存在许多不足,主要体现在以下几个方面:
一、新建矿施工下山工程均采用施工甩车场运输设计,井巷掘进工程量投入资金巨大,巷道多次变方位施工,拖延工程整体施工进度;
二、在巷道变坡点处需通过人力进行推车,增加工人劳动量,人力资源浪费较多;人力推车易引发安全事故。
三、在提放车过程中,绞车大绳经常弹跳绷绳,容易抽伤人员,存在安全隐患;
2.1 针对以上甩车场存在的问题,从优化改良巷道布局、精简运输系统环节等方面,提出以下几种优化方案:
方案一:施工车场绕道,在绕道内进行提放车。
绞车设置在变坡点往上20m处,施工60m绕道与平巷连接;下山提升矿车直接甩入车场内,由电瓶车牵引矿车,通过绕道进入平巷;平巷内矿车,由电瓶车牵引,通过绕道进入甩车场,使用绞车将矿车运输至下山段。
优点:通过形成正规甩车场来提放矿车,不占用下山巷道甩车。
缺点:绕道工程量较大,多次变方位施工,拖延工期,增加施工成本。
方案二:在下山段开帮施工一段存车线,并在平巷安设绞车处将绞车抬高1米。
将原有平巷段开帮,并将安设绞车处开帮段底板抬高1m,在下山段,沿下山方向开帮施工一段存车线。下山段的矿车通过绞车提升,甩至下山段存车线内,再由电瓶车牵引至平巷段;平巷段的矿车,由电瓶车牵引至下山存车线内,通过绞车提放至下山段。甩车过程中,无需人力推车,开帮工程量小。
优点:能有效的解决人力推车和提放矿车期间人员安全问题,工程量少,容易施工。
缺点:巷道道岔铺设较集中,铺设难度高。
2.2 经济对比
绕道断面按7平方米计算,车场断面按12平方米计算,7平方米断面每米施工费用为3705元;12平方米断面每米施工费用为6351元;巷道开帮费用每米为1587元。
方案一:
施工绕道车场7平方全岩断面40米
3705(元/米)×40(米)=14.82万元
施工车场存车线12平方全岩断面20米
6351(元/米)×20(米)=12.70万元
方案二:
开帮施工巷道40米
1587(元/米)×40(米)=6.35万元
(方案一)-(方案二)=27.52-6.35=21.17万元
通过两种方案优缺点、施工难易程度及经济对比,分析得出方案二是最优方案选择。既从根本上解决了矿车提放问题,又少掘进巷道,减少了巷道施工费用的投入。虽然设计及道岔铺设上有一定难度,但不影响其整体的优越性。
3、应用情况
此设计方案,自2015年7月开始在新建煤矿开拓区投入使用以来,实施效果显著。既减小了工人劳动强度,又提高了工作效率,安全系数大幅提升,并节省大量掘进资金投入。
現已全矿推广使用平巷变坡施工下山采用平车场运输设计。新建煤矿各采区中,五采区00502队、开拓一区00001队、二采区00202队和开拓二区00010队等正在使用中,通过使用单位的反馈,此次设计方案,运输系统简洁方便,安全可靠。至2015年推广使用至今已节约成本42.34万元。
参考文献:
[1]徐永圻 煤矿开采学 [M]. 徐州:中国矿业大学出版社,1999.8
[2]李景霞 张立新 地质实践教程 [M]. 哈尔滨:哈尔滨地图出版社,2010.3
[3]王青 史维祥 采矿学 [M]. 北京:冶金工业出版社 2001.1
作者简介:
钟亮亮,男,1986年出生,汉族,山东临沂人,工程师,现任新建煤矿开拓一区技术副区长,2005年7月毕业于黑龙江科技学院 研究方向:煤矿开采方法。
关键词:平车场;运输改造;节约井巷;经济效益
新建煤矿位于七台河矿区西部,行政区划属七台河市新兴区,矿址东北距七台河火车站约2.5公里,东南距七台河分公司约15公里。矿井开拓方式为斜、立井多水平开拓。一水平标高为-100m,已经回采完毕;二水平标高为-250m,设计为上下山开采,现所有采区上山部分均已回采完毕,全部进入下山开采。终止标高为-550米。三水平标高为-550m,正在建设中。新建煤矿设计能力为120万吨,核定能力为190万吨/年。
现开采煤层有90、91、93、94、95、96、98共计7层,其中90、93、94、96、98为主力煤层。
煤层为缓倾斜薄及中厚煤层(以薄煤层为主),倾角变化于2-36°之间,可采厚度变化于0.6-1.3m之间。
1、立项背景
新建煤矿五采区预计施工三水平五采总回风巷,由于工程量大、工期紧张,运输复杂等因素,严重制约现场实际生产。为了使三水平五采总回风巷尽早投入使用,拓展思路、大胆创新,将新建煤矿以往惯用且复杂的甩车场绕道运输系统改为简易平车场运输系统,节约井巷掘进工程量,减少运输环节,提高工作效率,保证人员安全。
2、详细技术内容
新建煤矿五采区施工三水平五采总回风巷,先平坡施工1000m再变负坡施工下山400m,平巷采用8T电瓶车牵引2吨矿车运输,下山采用JD-2.5(40KW)绞车辅助提升,在技术、经济和安全方面存在许多不足,主要体现在以下几个方面:
一、新建矿施工下山工程均采用施工甩车场运输设计,井巷掘进工程量投入资金巨大,巷道多次变方位施工,拖延工程整体施工进度;
二、在巷道变坡点处需通过人力进行推车,增加工人劳动量,人力资源浪费较多;人力推车易引发安全事故。
三、在提放车过程中,绞车大绳经常弹跳绷绳,容易抽伤人员,存在安全隐患;
2.1 针对以上甩车场存在的问题,从优化改良巷道布局、精简运输系统环节等方面,提出以下几种优化方案:
方案一:施工车场绕道,在绕道内进行提放车。
绞车设置在变坡点往上20m处,施工60m绕道与平巷连接;下山提升矿车直接甩入车场内,由电瓶车牵引矿车,通过绕道进入平巷;平巷内矿车,由电瓶车牵引,通过绕道进入甩车场,使用绞车将矿车运输至下山段。
优点:通过形成正规甩车场来提放矿车,不占用下山巷道甩车。
缺点:绕道工程量较大,多次变方位施工,拖延工期,增加施工成本。
方案二:在下山段开帮施工一段存车线,并在平巷安设绞车处将绞车抬高1米。
将原有平巷段开帮,并将安设绞车处开帮段底板抬高1m,在下山段,沿下山方向开帮施工一段存车线。下山段的矿车通过绞车提升,甩至下山段存车线内,再由电瓶车牵引至平巷段;平巷段的矿车,由电瓶车牵引至下山存车线内,通过绞车提放至下山段。甩车过程中,无需人力推车,开帮工程量小。
优点:能有效的解决人力推车和提放矿车期间人员安全问题,工程量少,容易施工。
缺点:巷道道岔铺设较集中,铺设难度高。
2.2 经济对比
绕道断面按7平方米计算,车场断面按12平方米计算,7平方米断面每米施工费用为3705元;12平方米断面每米施工费用为6351元;巷道开帮费用每米为1587元。
方案一:
施工绕道车场7平方全岩断面40米
3705(元/米)×40(米)=14.82万元
施工车场存车线12平方全岩断面20米
6351(元/米)×20(米)=12.70万元
方案二:
开帮施工巷道40米
1587(元/米)×40(米)=6.35万元
(方案一)-(方案二)=27.52-6.35=21.17万元
通过两种方案优缺点、施工难易程度及经济对比,分析得出方案二是最优方案选择。既从根本上解决了矿车提放问题,又少掘进巷道,减少了巷道施工费用的投入。虽然设计及道岔铺设上有一定难度,但不影响其整体的优越性。
3、应用情况
此设计方案,自2015年7月开始在新建煤矿开拓区投入使用以来,实施效果显著。既减小了工人劳动强度,又提高了工作效率,安全系数大幅提升,并节省大量掘进资金投入。
現已全矿推广使用平巷变坡施工下山采用平车场运输设计。新建煤矿各采区中,五采区00502队、开拓一区00001队、二采区00202队和开拓二区00010队等正在使用中,通过使用单位的反馈,此次设计方案,运输系统简洁方便,安全可靠。至2015年推广使用至今已节约成本42.34万元。
参考文献:
[1]徐永圻 煤矿开采学 [M]. 徐州:中国矿业大学出版社,1999.8
[2]李景霞 张立新 地质实践教程 [M]. 哈尔滨:哈尔滨地图出版社,2010.3
[3]王青 史维祥 采矿学 [M]. 北京:冶金工业出版社 2001.1
作者简介:
钟亮亮,男,1986年出生,汉族,山东临沂人,工程师,现任新建煤矿开拓一区技术副区长,2005年7月毕业于黑龙江科技学院 研究方向:煤矿开采方法。