井下煤仓与矸石仓联合布置研究

王龙江 李贝贝 张现刚

（山东能源临矿集团菏泽煤电公司郭屯煤矿，山东 菏泽 274700）

煤矿井下煤流一般使用胶带输送机运输，胶带输送机具有运量大、速度快、连续性强、运输距离远等优点，当胶带输送机配合煤仓、矸石仓联合布置时更能发挥其优点。但是，如果胶带输送机频繁搭接，会增大日常维护、检修难度，致使煤流运输系统复杂。郭屯煤矿在进行四采区和五采区开拓时，由于缺少大型煤仓、矸石仓，四、五采区胶带输送机只能共同排入1301溜煤眼，但是1301溜煤眼储量过小，无法缓冲两个采区回采及掘进的原煤，更不能实现煤、矸的分储分运。基于此，研究在1301溜煤眼西部施工中部1#煤仓及中部2#煤仓。

1 工程背景

四采区内回采工作面及掘进工作面产出的煤、矸经各条胶带输送机汇合后，统一由采区胶带输送机经四采区辅助胶带巷运至1301溜煤眼。五采区内掘进工作面产出的煤、矸经各条胶带输送机汇合后，统一由采区胶带输送机经北翼胶带大巷运至1301溜煤眼。两个采区产煤量过大，致使1301溜煤眼经常满仓，影响两个采区回采工作面及掘进工作面的正常生产。而且煤、矸混为一体，无法进行分储分运，影响煤质。

2 中部煤仓设计

2.1 煤仓布置

在1301溜煤眼西侧施工一条斜巷，到达预定标高后平巷施工两处煤仓仓顶硐室及进风联络巷，仓顶硐室正下方为-808m水平胶带石门。中部煤仓仓顶硐室底板和其下方的-808m水平胶带石门顶板高差为24m。中部煤仓仓口标高为-774.5m，两处煤仓中心距为22m，1#煤仓设计深度为23.4m，容量为800m3，2#煤仓设计深度为22.6m，容量为770m3。两处煤仓仓身直径均为7m，下缩口段高度均为5m。中部煤仓平面布置如图1，剖面图布置如图2，中部1#煤仓装载硐室现场图如图3。

图1 中部煤仓平面布置图

图2 中部煤仓剖面图

图3 中部1#煤仓装载硐室图

2.2 煤仓施工

煤仓先使用反井钻钻排矸孔，炮掘掘进仓体，初次支护为锚网喷，二次支护为钢筋混凝土砌碹，砌厚500mm，仓底装载硐室全部扎筋砌碹，仓体下缩口砌碹时同时铺装、焊接10mm厚耐磨锰钢板，仓体上口拼装焊接32a#矿工钢，并铺设14#槽钢及10mm花纹钢板封口。仓体掘进时自上往下掘进，然后刷宽装载硐室，自下而上进行扎筋砌碹。

2.3 煤矸运输

中部1#煤仓、2#煤仓的装载硐室均安装大功率给煤机；自中部2#煤仓至1301溜煤眼上口安装一部强力皮带，中部1#煤仓上口安装有分煤器。当四、五采区煤流为煤炭时，强力皮带先将煤炭运至中部2#煤仓，中部2#煤仓满仓时再运至中部1#煤仓，两处煤仓均卸煤至-808m水平胶带石门强力皮带。当四五采区煤流为煤、矸石时，统一调度，分时段集中运输煤炭至中部2#煤仓或集中运输矸石至中部1#煤仓，两仓分时卸煤、卸矸至-808m水平胶带石门强力皮带。

3 应用效果和经济分析

3.1 煤仓应用效果

中部1#煤仓、2#煤仓投入使用后，工作面煤、矸石可直接运入煤仓，不必再经逐部皮带机搭接进行外运，减少了运输设备，极大改善了煤流运输系统，提高了运输环节煤量的缓冲能力；煤仓也可充当矸石仓，采煤工作面过断层期间产出的矸石或全岩掘进工作面产出的矸石可直接运入矸石仓，然后矸石集中分时外运，有利于在井下分离煤、矸石，提高煤质；与该两处煤仓相关的1个采煤工作面及4个掘进工作面的月产量及月进尺均有较大提高，既增加了矿井经济效益，也有利于矿井长期接续。同时，由于该两处煤仓的投入使用，增加了矿井主提系统的富裕能力，更易调节皮带检修时间，有利于调配检修、运煤时间。

3.2 经济效益分析

（1）直接经济效益

中部1#煤仓净高22.6m，直径7m，设计容量770m3，储煤量990t；中部2#煤仓净高23.4m，直径7m，设计容量800m3，储煤量1030t，各安装一部GLD2200/7.5给煤机，为4302顺拉工作面、四采区2个掘进工作面、五采区2个掘进工作面服务。因-808m水平胶带石门强力皮带每日检修4h，各采煤、掘进工作面每日出煤、矸石时间均减小4h。中部1#煤仓、中部2#煤仓使用后，4302顺拉工作面每日生产时间可平均增加1.5h，按照500t/h的产量计算，日平均增加产量Q1=500t/h×1.5=750t，正常回采率按照0.85计算，月平均增加产量为Q2=750×28×0.85=17850t。按照现在每吨原煤330元利润计算，每月增加经济收入为：330×17850=5890500元。

（2）间接经济效益

中部1#煤仓、2#煤仓供四采区2个掘进工作面（4303中间巷、4303胶带巷）、五采区2个掘进工作面（五采区煤仓回风联络巷、北翼回风大巷）使用，得益于投入使用的煤仓，四个掘进工作面可根据自己实际情况调整检修时间。

结合四采区掘进工作面为标准顺槽断面全岩炮掘工作面的实际情况，工作面每日检修时间较短，按每个掘进工作面每日可多掘进2.5h进行计算，每月额外增加进尺时间为2.5×28=70h，按照8个小时进尺一炮，每炮进尺1.6m，每月28个生产日，正常掘进率按0.85计算，每个掘进工作面每月额外增加进尺为：70/8×1.6×0.85=11.9m。四采区2个掘进工作面每月可额外增加总进尺为：11.9×2=23.8m。

结合五采区掘进工作面为大断面炮掘工作面的实际情况，工作面每日检修时间较短，按每个掘进工作面每日可多掘进2h进行计算，每月额外进尺时间为2×28=56h，按照18个小时进尺一炮，每炮进尺2m，每月28个生产日，正常掘进率按0.85计算，每个掘进工作面每月额外增加进尺为：56/18×2×0.85=5.29m。五采区2个掘进工作面每月可额外增加总进尺为：5.29×2=10.58m。每月增加的进尺数有效缓解矿井接续压力，有利于保证矿井可持续稳定产煤。

4 结论

通过设计中部1#煤仓、2#煤仓，解决了郭屯煤矿煤仓、矸石仓不能满足生产要求的问题。中部1#煤仓、2#煤仓投入使用后，四、五采区实现了煤流运输的连续化，保证了煤、矸分储分运，减少了运输环节，大大提高了效率和效益，有效改善了安全环境，实现了安全生产。