单轨吊运输模式下采区车场布置优化应用

单轨吊运输模式下采区车场布置优化应用

金良华

淮河能源淮浙煤电公司顾北煤矿 安徽 淮南 232002

摘要：南-1煤车场布置方式在运行过程中存在诸多问题，主要问题为单轨吊往返倒车运行效率低、消耗时间过长，这直接导致车场工程量大工期长的问题。针对以上问题可以通过优化车场布置方式调整，在满足单轨吊打运空间、供电供液设备摆放距离、通风设施安置等要求下，对采区实现集中管控、环节梳理、操作简单和巷道优化缩短等步骤，达到缩短工期的目的。

关键字：煤矿；车场；单轨吊；运输模式

0 引言

煤矿设计工程过程中，要在满足使用功能和安全技术性能的情况下，尽量降低巷道工程量，减少成本投入。要从设计源头强化工程功能集成，努力实现采区巷道“少掘、快掘、优掘”，提高工程效益。

1 项目概况及实施背景

车场作为连接采区集中上山与工作面顺槽的枢纽工程，其布置方式影响着工作面围面工期的长短、设备材料运输的路线及效率，通风设施、工作面供电供液设备位置的选择。根据刘庄煤矿现有的采区集中上山布置方式，分别对应两种不同的车场布置方式。

（1）采区上山采用“两煤一岩”布置方式，轨道上山布置于煤层底板岩层中。以往布置方式受传统绞车打运方式限制，采用施工斜巷交岔点形成甩车场，实现斜巷到平巷的转换，该方案存在交岔点处往返倒车现象。在矿井推行使用单轨吊运输方式后，利用单轨吊打运的灵活性，将甩车场改为弯道平车场，从根本上解决斜巷至平巷往返倒车的难题，实现运输畅通化。但该方案仍存在弊端，如：车场均按平巷设计，距离过长，影响车场贯通工期。在设计新车场时，吸取前两次设计经验，将车场改为平、斜巷联合布置方式，缩短了车场工程量与施工工期，节省材料消耗与劳动力资源，同时保证了工作面稳定接替。

（2）采区上山采用“三煤”布置方式。以往布置方式，为控制巷道坡度，特采用沿煤施工、转向布置方式，该方式存在车场距离过长，掘进期间出货设备多的缺点。新的布置方式，打破单一的沿煤施工的方式，改为沿煤与斜巷布置相结合、单方位角施工方式，在缩短工程量的同时，减少出货设备的使用数量，节省材料消耗与劳动力资源，同时确保了工作面稳定接替。

2 1511车场布置存在问题

南-1煤采区第三中部车场布置方式，存在采区上山平斜巷转化时，单轨吊往返倒车打运效率低、耗时长的问题，同时车场工程量大、贯通工期长的问题。

3 1511车场布置方案优化

3.1 数据模拟与理论计算

南-1煤采区车场布置。在采区中部车场与工作面胶带顺槽贯通点位置确定情况下，根据煤层等高线位置，暂定贯通点标高，在考虑留设车场风门位置、供电供液硐室摆放空间情况下，反推车场在采区上山拨门位置；然后适当调整拨门位置，将车场坡度调整为平斜巷并存方式；考虑单轨吊打运坡度、爬升角度、转向半径多种制约因素下，优化车场布置成平车场方式并合理确定斜巷坡度。

3.2 方案对比与改变创新

南-1煤采区车场布置。在确定车场内摆放供电供液设备所需空间、单轨吊打运合理坡度条件下，利用采区上山实测剖面，逐步修改车场拨门位置，实现车场工程量最优化，方案对比如表1所示。

表1 南-1煤采区车场布置方案对比

备注：中部车场长度控制主要由轨道上山与煤层法距、巷道坡度两项数据决定，第一中部车场处上山距煤层法距为18m，巷道坡度为13°，平车场长度135m；第三中部车场处上山距煤层法距为19m，巷道坡度为10°，平车场长度190m。

4 经济与社会效益测算

据比较，新方案相对前二套方案，节省岩巷工程量45m，节省锚杆1000套，9.2m锚索270根，锚网450片，1.9mH钢带226根、3mH钢带113根、日常进尺耗材若干，水泥35.6吨，黄沙83.5吨，瓜子片86吨，速凝剂1.07吨，直接经济效益约35万。同时，该工程避免交岔点施工，降低施工难度，并缩短竣工工期1个月。

通过上山车场设计方案优化，采区车场巷道总工程量均实现减少,同时促进直接成本投入降低，经济效益显著；采区投产工期实现缩短，有效缓解目前采区接替紧张的局面，保证矿井采掘接续，并且，此类车场布置方式优化，形成的新的设计思路与不墨守陈规的理念，在整个煤矿行业设计中，经济效益显著，并形成深远的社会影响。

5 取得效果

轨道上山布置在煤层底板情况下，将平斜巷转化由斜巷交岔点改为弯道平车场，避免往返倒车，实现单轨吊运输连贯化，降低单轨吊倒车危险性，同时实现车场内平、斜巷联合布置，兼顾各类生产要求情况下，实现巷道工程最优。解决上山平斜巷转化时，单轨吊往返倒车打运效率低、耗时长的问题，解决车场掘进出货设备多问题，实现车场兼顾满足单轨吊打运，供电供液设备摆放、通风设施安置要求的前提下，巷道工程量最低，工作面围面工期最短。

轨道上山沿煤布置情况下，统筹布置平巷段与斜巷段距离，平巷段满足通风设施的布置与供电供液设备的摆放，斜巷段满足单轨吊打运要求，实现工程量最短，节省出货设备，节省工期与劳动力资源。

6 结论

通过1511车场布置方式优化，在兼顾满足单轨吊打运空间、供电供液设备摆放距离、通风设施安置要求的前提下，实现了采区生产集中、系统简单、环节畅通、安全可靠、巷道工程布局最优、工作面准备工期最短化的效果。

实践证明，通过不断创新设计，积极探索各类采区巷道车场布置方式，减少生产系统环节，减少巷道工程量，缩短采区投产工期，缓解工作面接替紧张局面，从而实现矿井可持续发展是可行的，具有推广应用价值。

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金良华，男，生于1984年，汉族，江西宜春，2009年毕业于安徽理工大学电气工程及其自动化，本科，工程师，工作于淮河能源淮浙煤电公司顾北煤矿，研究方向：煤矿机电