巖巷多方式聯合出矸工藝的製作方法

2023-05-14 17:55:56 1

本發明涉及一種出矸工藝，尤其是涉及一種適合在礦井生產區隊較多、出矸影響因素較多的地點使用的多方式聯合出矸工藝。

背景技術：

對於礦業生產，因為井下環境複雜，地質條件受限，尤其在礦井生產區隊較多的情況下，多個工作面均採用傳統的「工作面矸石倉+膠帶輸送機」的出矸工藝運矸，一旦生產中出現皮帶等設備故障，則影響兩個工作面的出矸及正常掘進。而且，這種情況下施工區隊較多，協調起來比較困難，影響因素較多，給安全生產帶來了極大被動。

圖1是我集團某礦二十採區軌道下山、皮帶下山出矸示意圖。二十採區迴風下山相鄰的二十採區軌道下山、二十採區皮帶下山均已施工完畢，施工過程中均採用「工作面矸石倉+皮帶」的出矸工藝，施工過程中出矸環節問題較多：①兩個工作面均使用膠帶輸送機運矸，生產中皮帶等設備出現故障，則影響兩個工作面的出矸及正常掘進；②八採區布置有掘進工作面及採煤工作面，出煤均採用八採區皮帶巷膠帶輸送機，二十採區皮帶下山運輸的矸石、八採區皮帶巷運輸的煤（矸）均需通過北翼-605集中皮帶下山的強力皮帶運輸至北翼-605矸石倉或煤倉。施工區隊相互影響，導致我隊無法執行正規循環，多次出現無法出矸導致停炮情況。③皮帶隊強力皮帶檢修時間較長，但又必不可少，影響整個出矸系統，給原本就緊張的出矸系統又增加了困難。

以上問題的出現使我隊在二十採區軌道下山、二十採區皮帶下山掘進過程中困難重重，導致月度進尺低（50-60m）、正規循環執行較差（幫錨滯後、交到點炮等）、工作面文明施工亂、工程質量無法保證等，給安全生產帶來了極大被動。

技術實現要素：

本發明針對在礦井生產區隊較多的情況下，多個工作面採用「工作面矸石倉+皮帶」出矸工藝容易出現的問題，提出了一種巖巷多方式聯合出矸工藝；

在礦井生產區隊較多、出矸影響因素較多的地點使用，配合巖巷作業線作業，能有效提高生產效率，從源頭解決了出矸環節影響因素較多的難題。

本發明所採用的技術方案：

一種巖巷多方式聯合出矸工藝，對於礦井生產區隊較多、工作面均使用膠帶輸送機運矸的情況，採用「工作面矸石倉+皮帶運輸/礦車串車連續出矸」的多方式聯合出矸工藝，配合巖巷作業線進行出矸作業：

在某一作業採區迴風下山上平臺施工一個矸石倉，服務於該採區迴風下山正常掘進過程中出矸，矸石倉下口位於採區皮帶下山掘進迴風巷，爆破後的矸石經迴風下山皮帶運輸至矸石倉內，經矸石倉下口放矸裝置將矸石放至採區皮帶下山掘進迴風巷電滾筒皮帶上；

正常施工期間採用「巖巷作業線+工作面矸石倉+皮帶運輸+採區矸石倉」的出矸方式，受外界條件影響無法採用矸石倉出矸時，採用「巖巷作業線+礦車串車連續出矸」的出矸方式，以避免出矸環節的多重影響，提高掘進效率。

所述的巖巷多方式聯合出矸工藝，採區迴風下山工作面採用「挖掘裝載機+液壓鑽車+膠帶輸送機」的巖巷作業線生產工藝，即工作面使用煤礦用液壓掘進鑽車打炮眼，使用挖掘裝載機耙矸、出矸，後巷使用膠帶輸送機運輸矸石，採區皮帶下山掘進迴風巷鋪設電滾筒皮帶與採區皮帶下山膠帶輸送機搭接，用於矸石運輸；

採區迴風下山膠帶輸送機機頭大架位置往矸石倉方向安裝20m卸載高架，卸載高架末端安裝的卸載滾筒位於矸石倉口上沿，卸載滾筒下沿距底板1800mm，以便於串車出矸時車輛能順利通過卸載高架。

所述的巖巷多方式聯合出矸工藝，礦車串車連續出矸系統包括：矸石倉上口沿皮帶中心線鋪設軌道，在矸石倉前後各鋪設一副右開單開道岔，形成環形閉合車場，串車出矸期間車輛經過道岔運至採區軌道下山上平巷軌道上，礦車串車連續出矸時使用電機車牽引礦車。

所述的巖巷多方式聯合出矸工藝，正常掘進期間，工作面採用挖掘裝載機耙矸、出矸，採用膠帶輸送機運矸至採區迴風下山工作面矸石倉，然後放矸至採區皮帶下山掘進迴風巷電滾筒皮帶，再運至採區皮帶下山膠帶輸送機，經過集中皮帶集中，然後放矸至礦車，後經電機車運輸至副井底車場；當皮帶運輸環節受皮帶檢修、皮帶故障、採掘區隊出煤環節影響時，無法採用工作面矸石倉出矸，工作面爆破矸石經採區皮帶下山膠帶輸送機落至卸載滾筒下方放置的礦車中，使用電機車牽引串車將工作面矸石出淨，然後運至集中軌道下山底車場，經絞車提升後運至集中軌道下山上部車場，最後由電機車運輸至井底車場。

本發明的有益效果：

1、本發明巖巷多方式聯合出矸工藝，設計合理，能夠從源頭解決出矸環節影響因素較多的難題。施工過程中採用「工作面矸石倉+皮帶運輸/礦車串車連續出矸」的多方式聯合出矸工藝，配合巖巷作業線進行出矸作業。正常施工期間採用「巖巷作業線+工作面矸石倉+皮帶運輸+採區矸石倉」的出矸方式，受外界條件影響無法採用矸石倉出矸時，採用「巖巷作業線+礦車串車連續出矸」的出矸方式，能有效避免出矸環節的多重影響，提高掘進效率。

2、本發明巖巷多方式聯合出矸工藝，配合巖巷作業線進行出矸作業，解決了生產過程中遇到的出矸難題，保證了安全生產，對安全生產有著重要的意義。經在巖巷下山掘進中的巖巷作業線使用，優勢明顯，在工效、人員優化、安全效果等方面效果顯著。杜絕了幫錨滯後、噴漿滯後現象，工作面觀感質量顯著提升。

附圖說明

圖1：示例採區軌道下山、皮帶下山出矸示意圖；

圖2：示例採區迴風下山矸石倉平面布置示意圖；

圖3：示例採區迴風下山矸石倉剖面示意圖；

圖4：示例採區迴風下山設備布置示意圖；

圖5：卸載滾筒處巷道斷面示意圖；

圖6：卸載高架巷道斷面示意圖；

圖7：示例採區迴風下山多方式聯合出矸系統布置示意圖。

具體實施方式

下面以我集團公司某礦二十採區為例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

二十採區迴風下山為二十採區迴風服務，巷道設計長度650m，其中上部平巷段約140m，15°下山巷道380m，底平巷段約120m，開口位置位於二十採區軌道下山上部車場，施工過程中採用「挖掘裝載機+液壓鑽車+膠帶輸送機」的巖巷作業線工藝。二十採區迴風下山上平巷段施工一個工作面矸石倉，為二十採區迴風下山出矸服務。

工作面出矸路線：工作面爆破巖石→zwy-150/55l型挖掘裝載機耙矸→橋式膠帶運輸機運矸→二十採區迴風下山dsj100/63/2×160膠帶輸送機運矸→二十採區迴風下山工作面矸石倉→二十採區皮帶下山掘進迴風巷b800×300/37kw型電滾筒皮帶運矸→二十採區皮帶下山dsj100/63/2×160膠帶輸送機運矸→北翼-605集中皮帶下山集中皮帶運矸→北翼-605矸石倉→北翼-605集中裝矸硐室礦車裝矸→北翼軌道運輸大巷（電機車運輸）→副井→地面。

二十採區迴風下山相鄰的二十採區軌道下山、二十採區皮帶下山施工過程中均採用「工作面矸石倉+皮帶」的出矸工藝，施工過程中出矸環節問題較多。

為此，生產及技術人員根據二十採區軌道下山、二十採區皮帶下山施工經驗，創新思路，優化二十採區迴風下山設計方案，施工過程中採用「工作面矸石倉+皮帶運輸/礦車串車連續出矸」的多方式聯合出矸工藝，配合巖巷作業線進行出矸作業。正常施工期間採用「巖巷作業線+工作面矸石倉+皮帶運輸+採區矸石倉」的出矸方式，受外界條件影響無法採用矸石倉出矸時，採用「巖巷作業線+礦車串車連續出矸」的出矸方式，能有效避免出矸環節的多重影響，提高掘進效率。力爭從設計源頭上解決出矸環節影響因素較多的難題。

項目實施方案如下：

一、工作面矸石倉

在二十採區迴風下山上平臺施工一個矸石倉，服務於二十採區迴風下山正常掘進過程中出矸。矸石倉上口直徑為3m，下口位於二十採區皮帶下山掘進迴風巷，設計深度4.85m（其中倉體部分深度3.13m，縮口漏鬥深度1.72m）。爆破後的矸石經迴風下山皮帶運輸至矸石倉內，經矸石倉下口放矸裝置將矸石放至二十採區皮帶下山掘進迴風巷電滾筒皮帶上。迴風下山矸石倉容積為30m³左右，每循環進尺2排時可容納一炮矸石。二十採區迴風下山矸石倉平面布置示意圖如附圖2所示，二十採區迴風下山矸石倉剖面示意圖如附圖3所示。

二、巖巷作業線

二十採區迴風下山工作面採用「挖掘裝載機+液壓鑽車+膠帶輸送機」的巖巷作業線生產工藝，即工作面使用cmj2-17煤礦用液壓掘進鑽車打炮眼，使用zwy-150/55l型挖掘裝載機耙矸、出矸，後巷使用dsj100/63/2×160膠帶輸送機運輸矸石，二十採區皮帶下山掘進迴風巷鋪設一部b800×300/37kw型電滾筒皮帶與二十採區皮帶下山dsj100/63/2×160膠帶輸送機搭接，用於矸石運輸。

二十採區迴風下山膠帶輸送機機頭大架位置往矸石倉方向安裝20m卸載高架，卸載高架末端安裝的卸載滾筒位於矸石倉口上沿，卸載滾筒下沿距底板1800mm，以便於串車出矸時車輛能順利通過卸載高架。二十採區迴風下山設備布置示意圖如附圖4所示；卸載滾筒處巷道斷面圖如附圖5所示；卸載高架巷道斷面示意圖如附圖6所示。

三、礦車串車連續出矸系統

矸石倉上口沿皮帶中心線鋪設30kg/m軌道，並使用工字鋼梁加固，在矸石倉前後各鋪設一副30kg/m右開單開道岔，形成環形閉合車場，串車出矸期間車輛經過道岔運至二十採區軌道下山上平巷軌道上，滿足使用礦車出矸時容納不少於20輛礦車，礦車串車連續出矸時使用電機車牽引礦車。

四、實施過程

正常掘進期間，工作面採用zwy-150/55l型挖掘裝載機耙矸、出矸，採用dsj100/63/2×160膠帶輸送機運矸至二十採區迴風下山工作面矸石倉（矸石自軌道中間落入矸石倉），然後放矸至二十採區皮帶下山掘進迴風巷b800×300/37kw型電滾筒皮帶，再運至二十採區皮帶下山dsj100/63/2×160膠帶輸送機，經過北翼-605集中皮帶下山集中皮帶運至北翼-605矸石倉，放矸至礦車後經電機車運輸至副井底車場。當皮帶運輸環節受皮帶檢修、皮帶故障、採掘區隊出煤等環節影響時，無法採用工作面矸石倉出矸，工作面爆破矸石經二十採區皮帶下山dsj100/63/2×160膠帶輸送機落至卸載滾筒下方放置的礦車中，使用電機車牽引串車將工作面矸石出淨，然後運至北翼-605集中軌道下山底車場，經絞車提升後運至北翼-605集中軌道下山上部車場，最後由電機車運輸至井底車場。二十採區迴風下山多方式聯合出矸系統布置示意圖如附圖7所示。

項目評價

二十採區迴風下山採用「工作面矸石倉+皮帶運輸/礦車串車連續出矸」的多方式聯合出矸工藝，配合巖巷作業線進行出矸作業，解決了生產過程中遇到的出矸難題，保證了安全生產。巖巷作業線作業在巖巷下山掘進中的使用已日趨成熟，優勢明顯，在工效、人員優化、安全效果等方面效果顯著。

一、正規循環

巖巷掘進期間，執行如下正規循環：

掘進班：交接班→安全檢查→打炮眼→裝藥連線、爆破→吹炮煙→敲幫問頂、臨時支護→驗收員到迎頭檢查爆破成型、畫出輪廓線→渣面以上巷道初噴→頂錨支護、錨索支護（出矸）→耙矸、出矸→安全檢查→文明施工。

噴漿班：交接班→安全檢查→施工準備→幫部初噴（拌料）→幫部錨網支護（打注錨索）→文明施工。

以往施工二十採區軌道下山期間，由於矸石出不淨，導致幫錨滯後、幫部片幫、噴漿滯後等現象，掘進工序必須根據出矸情況進行調整，經常出現交到點炮的現象，不能執行正規循環作業。二十採區迴風下山出矸工藝優化後，正規循環率達到95%以上，除特殊情況需要噴漿班進行循環調整外，均能保質保量完成一個正規循環。

二、工程質量

二十採區迴風下山較以往施工軌道下山時在工程質量方面有了顯著提高，以往受多方面影響工程質量較差，排名開拓系統倒數，具體表現在以下方面：

1、巷道底板。出矸影響直接導致工作面迎頭矸石出不淨，採用液壓鑽車打眼時底部炮眼不能在設計高度打眼，造成下山施工期間出現「飄底」現象，需施工抬底炮。

2、幫錨、噴漿施工。掘進中經常出現迎頭矸石出不完，現場出矸時把鑿巖臺車位置矸石出淨，不影響打眼即可，巷道兩幫矸石不出，工作面幫錨（尤其是底角幫錨）滯後迎頭達到10餘米，帶來片幫、基礎不夠、噴漿成巷滯後等弊端。

3、巷道觀感。迎頭矸石無法出淨，工作面文明施工極差，觀感差。

2月底安裝好巖巷作業線，優化出矸工藝後，3月份我隊二十採區迴風下山工程質量排名開拓系統第一名，杜絕了迎頭矸石出不淨、幫錨滯後現象，噴漿成巷緊跟迎頭，現場質量標準化持續提升並保持在較高水平。

三、月度進尺

二十採區軌道下山掘進期間，受多種因素影響出矸環節，導致月度進尺在50m左右，單進水平較低，無法達到使用巖巷作業線提高掘進效率的目的。二十採區迴風下山2月份安裝完畢巖巷作業線，採用「工作面矸石倉+皮帶運輸/礦車串車連續出矸」的多方式聯合出矸工藝，配合巖巷作業線進行出矸作業，3月份迴風下山月進尺達到了95m，預計4月份進尺達到90m，單進水平大大提高。

四、軌道運輸系統優化

二十採區迴風下山上平巷長度140m，受膠帶輸送機安裝、絞車安裝、料場布置等影響，巷道內只能鋪設單股軌道，給生產帶來了極大被動。迴風下山矸石倉前後鋪設兩副右開道岔形成閉環車場後，工作面車輛可在此處循環、周轉，減少了長距離周轉車輛的弊端，減少了人員投入、降低了勞動強度、節約了時間。

五、安全評價

1、採用「工作面矸石倉+皮帶運輸」的出矸工藝，配合巖巷作業線出矸，省去了斜巷運輸提升矸石環節，減少了斜巷提升安全隱患。

2、採用「工作面矸石倉+皮帶運輸/礦車串車連續出矸」的多方式聯合出矸工藝，杜絕了工作面矸石無法出淨的隱患，避免了交到點炮的弊端，可以徹底的排查瞎炮；此外，矸石出淨後杜絕了幫錨施工滯後，降低了片幫帶來的頂板危害。

採用本發明「工作面矸石倉+皮帶運輸/礦車串車連續出矸」的多方式聯合出矸工藝，配合巖巷作業線進行出矸作業。從根本上減少了出矸環節對掘進的影響，對工程質量提高、正規循環執行、掘進進尺提高、安全生產均起到關鍵作用，並能保證每月月度進尺達到90m以上；工程質量方面杜絕了幫錨滯後、噴漿滯後現象，工作面觀感質量顯著提升；其次出矸環節的優化對安全生產有著重要的意義。

因此，在礦井生產區隊較多、出矸影響因素較多的地點使用多方式聯合出矸工藝配合巖巷作業線作業可行性強，能有效提高生產效率。