小断面巷道混合运输技术设计与应用

小断面巷道混合运输技术设计与应用

彭敏

义煤公司郁山煤业有限公司 河南洛阳 471000

摘要：随着矿井机电设备的增多、机械化程度不断提高，工作面设备的生产能力都有了较大的提升，但是在一些矿井的老旧混合运输的主运输巷道由于使用时间较早，巷道断面小，已经不能同时满足运人、运煤的要求。通过对巷道的条件分析，优化机电设备的布置，对小断面巷道运输技术改进，实现矿井安全运输要求。

关键字：架空乘人；带式输送机；人员运输

1、概况

矿井井下中央运输巷道为主斜坡轨道运输巷道，斜巷长度500米，坡度20度，巷道断面为4.5米，在上平台安装有1台JKB-2×1.5P型单滚筒绞车，主要负责通过矿车运输原煤和运送人员上下井。

由于井下中央运输上山巷道断面小，在巷道中间铺设轨道，采用单道往复运输原煤，运输效率低，交接班期间巷道内采用人车运送人员影响绞车原煤运输提升，制约矿井正常生产。

2、小断面巷道混合运输设计技术原理

2.1 巷道设备布置

中央运输上山巷道为同时运输原煤和人员的混合运输巷道，断面宽度为4.5米，其中：行人台阶宽度1.5米，轨距0.6米，轨道与巷壁安全间距1.5米，轨道与台阶安全间距为0.9米。如果该巷道需在提升生产能力，在满足《煤矿安全规程》安全运输间距的情况下运输人员，则不具备巷道铺设双轨道的提升运输能力的空间条件；同时如果进行巷道扩修工程会需要较长时间，影响矿井的正常原煤生产。需要对运输系统进行优化，在较短的时间完成巷道运人、运物的条件，同时具备运输能力提升的要求。

2.2 小断面巷道混合运输设计技术

2.2.1 原煤运输采用带式输送机运输取代绞车提升

巷道原来采用1台JKB-2×1.5P型单滚筒绞车每次提升4趟矿车绞车，运行速度为3.4m/s，巷道倾角为20度，则运输能力为：

A= 330×3 [1]

= 330×3

=53.9（万t/a）

式中：

A—提升能力，万t/a；

R—出矸率（矸石与产量的重量比），5%；

P_G—每次提矸石重量，倾角20°考虑装满系数取5.7t/次；

T_G—每次提矸循环时间，870s/次；

M—吨煤用材料比重，2.62%；

P_C每—次提升材料重量，倾角20°考虑装满系数取3.8t/次。

T_C—每次提升材料循环时间，930s/次；

D—提升其他材料次数，每班按5次计（指提升设备、长材等）；

T_Q—每次提升其他材料循环时间，1034s/次；

T_R—每班人员上下井总时间，5184s/班。

改造后巷道采用DTL800型带式输送机运输原煤，电机功率为132kW，带速v＝2.0m/s，带宽B＝800mm，平均倾角ɑ=20°，运输长度L=550m， 则运输能力为：

A＝_[2]

=

=169.2万t/a

式中：A—年运输量；万t/a

K—输送机负载断面系数；按下表取值：物料煤动堆积角（θ=25°），K取400；

B—胶带宽度；0.8m

v—输送机带速；v=2.0m/s

C—输送机倾角系数；输送机倾角20°，所以取C＝0.81；

k₁—运输不均匀系数；取1.1

r—松散煤堆容积重；取0.85t/m³

t—日提升时间；t=16h

通过比对，通过改造后带式输送机运输能力169.2万t/a比绞车提升运输能力53.9万t/a提升了115.3万t/a，满足生产能力提升要求。另外，DTL800带式输送机中间架部分宽度为0.8mm，距巷帮的安全距离为0.7m，预留与行人道的安全距离0.8m，巷道断面宽度可满足运料要求。

2.2.2 运输人员采用单边运行架空人装置取代斜巷人车

由于中央运输上山巷道在一侧安装带式输送机后，如果将轨道移至另一侧运送人员上下，铺设运人台阶后的宽度总宽度为2.9m，加上带式输送机的宽度，超过巷道断面总宽度4.5米的要求，需对运人系统进行改造。设计单边运行架空乘人装置取代斜巷人车。

在
巷道带式输送机的一侧安装一部RJKY55-25/800型架空乘人装置，由于巷道倾角为20度，小于25度，根据《煤矿安全规程》可以安装可摘挂抱索器架空乘人装置，设计速度小于1.4m/s。

设计如图1所示：架空乘人装置实行可正反转运行。当人员下井时，架空乘人装置机头轮向B方向转动，人员乘坐可摘挂吊椅从A向B运行，到机尾轮时取向下可摘挂吊椅；当人员升井时，架空乘人装置机头轮向A方向转动，人员乘坐可摘挂吊椅从B向A运行，到机头轮时取向下可摘挂吊椅。

吊椅使用时如图2所示：将座椅3、踏板1设计成可旋转的形式，吊椅通过卡座椅装置2前后凹卡槽与座椅下方的凸卡槽进行固定，卡绳装置5与钢丝绳固定，实现架空乘人装置上下运行时的座椅可旋转，保证人员乘坐时始终面朝前方，确保运行时人员安全。

架空乘人装置安装完成后吊椅一侧距巷道壁0.7米，另一侧距带式输送机0.8m，巷道断面满足乘人吊椅单侧上下运行要求。乘人间距为13米，平均运行速度为1.0m/s，则单侧最大运人能力为每小时225人，能满足运送人员上下的要求，同时不会影响带式输送机正常运输原煤。

3、项目应用

在小断面混合运输巷道中通过改造一侧安装带式输送机、一侧安装可旋转架空乘人置可以充分利用巷道空间，提高运输原煤和运送人员的运输能力，减少占用巷道空间，但应用时仍存在以下几个问题需要改进。

（1）带式输送机在超过16度的巷道中安装使用时应当设制动器和逆止器，同时在与行人侧中间设置防护网，采取防止物料下滑、滚落等的安全措施，防止滑落的石块砸伤人员。

（2）架空乘人装置在运行时由于人员始终在一侧进行上下，造成在驱动轮上的受力不均匀，易造成驱动轮轮衬、轴承磨损较快，需加强日常检查难护。

（3）巷道中同时布置带式输送机和架空乘人装置在带式输送机运行时巷道扬尘较大，需对带式输送机全线进行防尘防护，在巷道中安装喷雾降尘装置。

（4）架空乘人装置只能单边运行，需等下行人员运输完好后上行人员才能升井，往复运输运行时间较双向运行时间较长，职工上下井时间长，需加强现场的运行管理，合理保障上下行的开车时间。

4、结论

在矿井断面较小的混合运输巷道进行改造时，通过设计安装带式输送机和单边运行架空乘人装置可以允分利用巷道空间，提升运输能力，减少扩修巷道所需要时间和资金投入，实现人员运输的安全性，确保矿井的正常安全生产。

参考文献

[1] 李志民，王杰. 某金矿斜井提升系统能力核定[J].采矿技术2013(3):2-3

[2] 王旭飞. 浅论煤矿带式输送机的能力核定[J].煤炭工程2010(9):1-2