王志磊

（河南能源化工集團鶴煤公司第三煤礦，河南 鶴壁 458000）

1 概況

三礦位于鶴壁煤田中部，礦井北起F11、F3斷層，西部以二1煤層露頭為界，南到F16、F20斷層與五礦為界，深部至二1煤-800m底板等高線，南北走向5.5km，東西傾斜寬約3.1km，面積14.8997km2。礦井開拓方式為立井、暗斜井多水平開拓，分四個水平：一水平（-68m）、二水平（-291m）、三水平（-550m）、四水平（-800m）。一、二、三水平已回采結(jié)束，生產(chǎn)水平為四水平。礦井運輸系統(tǒng)分主提升系統(tǒng)和輔助提升系統(tǒng)。主提升系統(tǒng)包括井下一、二、三水平主皮帶線和主井提升。輔助運輸系統(tǒng)包括一、二、三、四水平采區(qū)軌道、主軌道以及副井、新副井提升系統(tǒng)。

1.1 主提升系統(tǒng)

（1）主井基本情況

主井為立井提升，2JK-4/20型單繩纏繞式提升機，YR630-10（1000kW）型電動機，中礦傳動自動化ASCS-6型全數(shù)字雙饋轉(zhuǎn)子變頻交流調(diào)速電控系統(tǒng)，JG-8型箕斗，一次提升量8t，提升高度306.4m，最大提升速度6.19m/s，提升鋼絲繩為41NAT6V×37S+NF1670ZZ，日提升5000t。

（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

表1 2JK-4/20型單繩纏繞式提升機參數(shù)表

（3）核定提升能力

1.2 主皮帶運輸系統(tǒng)

（1）基本情況

二水平主皮帶鋪設(shè)長度1375m，最大坡度12°，膠帶為ST-3150鋼絲繩芯高強皮帶，帶寬1m，帶速2.4m/s，拖動電機為YB450M2-6，N=400kW，2臺，設(shè)計運輸能力330t/h。

三水平主皮帶鋪設(shè)長度1400m，最大坡度17°，膠帶為ST-3500，帶寬1m，帶速2.32m/s，電機為YB450M2-6，N=400kW，2臺，設(shè)計運輸能力330t/h。

（2）主要技術(shù)數(shù)據(jù)

表2 二三水平主皮帶提升能力計算參數(shù)表

（3）提升能力核定

按設(shè)計運輸能力核定：

1.3 副井

副井為立井提升，2JK-3/20型單繩纏繞式提升機，JRQ158-8（380kW）型電動機，中礦傳動自動化ASCS-6型全數(shù)字雙饋轉(zhuǎn)子變頻交流調(diào)速電控系統(tǒng)，2t單層單車普通罐籠，提升高度256m，提升鋼絲繩為36.5NAT6V×37+NF1670ZZ，提升速度4.3m/s，雙碼提升，一次提升2t礦車1輛。根據(jù)現(xiàn)場實測，中央副井一次提升循環(huán)時間為300s，圓班提升時間為12h，提矸量為144車。

1.4 新副井

新副井為JKMD-4×4（Ⅲ）E型多繩摩擦式提升機，ZKTD250/50型低速直流直聯(lián)電動機，功率1250kW，焦作華飛ZTDK-TS型直流調(diào)速控制系統(tǒng)，提升容器為一個3t雙層雙車加長寬罐籠+一個3t雙層雙車窄罐籠，提升高度1018.5m，提升鋼絲繩為41ZBB-36WS+FC1770ZS/SZ型進口鋼絲繩4根，最大提升速度8.5m/s，雙層雙碼提升，一次提升2t礦車2輛。根據(jù)現(xiàn)場實測，中央副井一次提升循環(huán)時間為720s，圓班提升時間為14h，提矸量為140車。副井、新副井圓班提矸量合計284車。

2 排矸系統(tǒng)改造方案

2.1 排矸系統(tǒng)存在的問題

根據(jù)礦井采掘接替需要，2019年巖巷掘進工程量4946m，平均月進尺420m，平均斷面16m2，月排矸8736車，日出矸312車（按28d生產(chǎn)天數(shù)計算）。通過對礦井輔助提升能力進行計算，日最大提升車輛284車，巖巷日排矸312車，同時考慮下料、回收設(shè)備、巷修排矸，以及工作面安裝、回撤，需從新副井下綜放支架和工作面安裝所需機電設(shè)備，不能正常提車，影響巖巷掘進排矸，礦井輔助提升系統(tǒng)不能滿足巖巷掘進排矸需要，因此需對礦井排矸系統(tǒng)進行改造。

2.2 井下排矸系統(tǒng)改造

由于副井、新副井難以滿足巖巷掘進排矸需要，礦井主提升系統(tǒng)日提升能力5000t，日原煤產(chǎn)量3600t以下，可利用主提升系統(tǒng)分流部分矸石，利用八點班集中排矸。結(jié)合礦井實際，根據(jù)矸石排至三水平主皮帶方式不同，制定出四個方案，具體方案如下：

（1）方案一：設(shè)置斜式矸石倉

將三水平主皮帶尾通道作為矸石倉，上口安裝翻車機，下口安裝給煤機，在皮帶尾和給煤機之間鋪一部皮帶，將矸石排至三水平主皮帶。矸石倉可儲存矸石270車。如表3所示。

表3 方案一工程量及優(yōu)缺點

（2）方案二：布置立式矸石倉

距三水平卸載倉50m處，在三水平主皮帶上方布置一個矸石倉，矸石倉上口通過聯(lián)絡(luò)巷與三水平大巷連通，下口與三水平主皮帶連通。矸石倉可儲存矸石340車。如表4所示。

表4 方案二工程量及優(yōu)缺點

（3）方案三：布置臥倉

在42采區(qū)軌道上山上平臺與三水平北大巷交叉口向南布置1個臥倉，臥倉上口與三水平北大巷相連，下口與三水平主皮帶相連，矸石翻到臥倉再用耙裝機將矸石送至三水平主皮帶。臥倉可儲存矸石120車。如表5所示。

表5 方案三工程量及優(yōu)缺點

（4）方案四：立式矸石倉

在三水平卸載倉繞道與三水平主皮帶機尾通道交叉處布置一個立式矸石倉，矸石倉上口通過聯(lián)絡(luò)巷與三水平卸載倉繞道連通，下口與三水平主皮帶機尾通道連通。在矸石倉下口補掘一條35m聯(lián)絡(luò)巷，矸石通過聯(lián)絡(luò)巷皮帶直接上三水平主皮帶。臥倉可儲存矸石340車，矸石倉可儲存矸石350車。如表6所示。

同時地面排矸系統(tǒng)改造與井下改造系統(tǒng)對接，煤樓矸石經(jīng)架空皮帶直接上矸石山，提高地面排矸系統(tǒng)速度。

表6 方案四工程量及優(yōu)缺點

2.3 方案選擇

通過對以上四個方案的工程量、施工難度、矸石運輸方式及后期對礦井安全生產(chǎn)的影響因素綜合考慮，確定方案四立式矸石倉為最終實施方案。

3 方案實施過程

首先對三水平主皮帶尾通道和矸石倉上口進行擴修，擴修結(jié)束后利用反井鉆機掘立式矸石倉，同時在三水平主皮帶尾通道與三水平主皮帶尾之間補掘一條聯(lián)絡(luò)巷，工程量35m。最后在矸石倉上口安裝破碎機和翻車機、下口安裝給煤機，并在聯(lián)絡(luò)巷鋪設(shè)皮帶35m。

同時地面由矸石山洞口至矸石山上鋪設(shè)全封閉桁架皮帶并在矸石山上建一座儲矸倉。2019年5月底，以上工程全部結(jié)束，礦井排矸系統(tǒng)改造完成，具備試運轉(zhuǎn)條件。

4 實施效果

（1）巖巷進尺增加，確保礦井采掘接替正常

排矸系統(tǒng)改造前，受礦井提升能力不足影響，巖巷日進尺最高12m。礦井排矸系統(tǒng)改造后，巖巷進尺不受排矸能力限制，目前日進尺最高達到18m，且有進一步提升空間。巖巷進尺增加后，為工作面瓦斯治理爭取了時間和空間，保證煤巷和采煤工作面正常掘進和回采，礦井采掘接替正常。

（2）輔助運輸系統(tǒng)壓力大得到緩解

排矸系統(tǒng)改造前，為保證礦井巖巷進尺排矸需要，軌道運輸人員現(xiàn)場交接班提升，輔助運輸系統(tǒng)壓力大，預(yù)留檢修時間相對較短。排矸系統(tǒng)改造后，輔助運輸能力不足問題得到解決，可預(yù)留較長時間用于設(shè)備日常檢修和維護，機電設(shè)備安全運行得到保障。

（3）人員勞動強度降低

由于礦井運輸路線長，遠距離人員現(xiàn)場交接班，至少延長1個小時井下工作時間，勞動強度大。排矸系統(tǒng)改造后，輔助運輸人員不用現(xiàn)場交接班提升，工作時間相對較短，勞動強度降低。

5 結(jié)論

通過對礦井主提升和輔助提升系統(tǒng)進行調(diào)研，結(jié)合礦井生產(chǎn)實際，利用主提升系統(tǒng)分流部分巖巷掘進矸石，解決了礦井輔助提升能力不足問題。