庞庞塔煤矿辅助运输巷道安全避险设施的设计

丁大明

（霍州煤电集团吕临能化煤电综合项目部，山西 吕梁 033200）

1 工程概况

吕临能化公司庞庞塔煤矿位于离柳矿区的临县，设计生产能力为1000万t/a，辅助运输承担着开采设备、材料、人员等运输任务。矿井机械化程度高，矿井辅助运输系统由一号、二号副斜井、一水平7号煤南翼北翼辅助运输大巷、12采区辅助运输上山、二水平13号煤辅助运输大巷和22采区辅助运输上山以及各采煤工作面辅助运输巷道、各掘进工作面巷道组成。矿井辅助运输采用无轨胶轮车从一号副斜井下井、二号副斜井出井的方式。一号副斜井井筒长度为2914m，倾角为5.8°；二号副斜井井筒长度为2943m，倾角为5.8°～6°；12采区辅助运输上山倾角为5.2°～6.8°，长度为3500m；22采区辅助运输上山倾角为5.5°，长度为3460m；其他辅助运输巷道倾角一般约为0～1°。无轨胶轮车在此类型路段行驶时极易发生打滑、制动失灵、碰撞等事故。

对于煤矿井下无轨胶轮车事故应急处理没有详细的规定，安全技术措施主要是针对车辆制动系统性能本身进行研究，对于无轨胶轮车强制避险的安全技术及相应的防范措施研究的少。以庞庞塔煤矿井下大坡度长距离辅助运输为案例，进行了无轨胶轮车强制避险设施的研究，主要是从应急车道、缓冲墙、防滑槽和相关安全警示标志提出了具体的方案，实践应用效果良好。

2 煤矿井下辅助运输安全避险设施分析

2.1 辅助运输安全避险设施

辅助运输安全避险设施是设置在矿井大坡度长距离巷道危险路段内、能够给运输设备提供紧急避险需求的安全设施，能够有效降低车辆损坏，避免运输事故的发生。

2.2 大坡度长距离辅助运输巷道安全避险分析

无轨胶轮车在大坡度长距离运输巷道内行驶时，其重力势能转化为动能，车辆在不考虑摩擦阻力和风阻的情况下，速度增加 （其中，g为重力加速度，△h为巷道的高度差）。根据现场实际测定，庞庞塔煤矿一号副斜井坑口水平高度为+937m，7#煤石门水平高度为+748m，这段巷道运输距离为2914m，在空挡的情况下，车辆运行到8#煤石门时速度达到208.8km/h。

在大坡度长距离的运输巷道中没有相关安全避险设施，对矿井安全具有重大的考验。根据国家及公司井下无轨胶轮车安全运行管理规定，庞庞塔煤矿无轨胶轮车在井下巷道中行驶最高速度为20km/h，在弯道、岔口时车辆运行速度为5km/h。基于以上分析，该矿的无轨胶轮车在运行过程中，必须要设置车辆安全避险设施，保障失控车辆的安全避险。

3 应急避险设施设置方案分析

3.1 应急车道的设计

参照高速公路紧急避险车道工程经验，在大坡度长距离巷道拐弯处宜设置应急车道。应急车道入口巷道断面与行车大巷断面相同，呈下坡式。为保证通风质量，应急车道深度不超过6m，巷道底部及两侧应布置减速沙袋，巷道底板应设置成减速路面，使车辆能够充分释放动能，减少损失。应急车道位置附近设置警示标志。应急车道见图1。

图1 应急车道示意图

13采区辅助运输大巷沿7号煤伪斜折返布置在白家沟村庄保护煤柱和上山保护煤柱之间，巷道呈“S”形，巷道长约为3200m，坡度为5.8°。设计施工应急车道1个。

3.2 缓冲墙的设计

在不满足应急车道实施条件时，一般设置缓冲墙（图2）。缓冲墙由沙袋按照一定顺序堆累组成。缓冲墙上覆盖一层旧皮带，减少无轨胶轮车日常会车中对缓冲墙的剐蹭损坏。缓冲墙设置在无轨胶轮车下行方向的右侧。缓冲墙设置规格见表1。

1#副斜井0～2914m处平均坡度为5.8°，施工缓冲墙58组；12采区辅助运输大巷0～3500m处平均坡度为6°，施工缓冲墙35组；22采区辅助运输大巷长为3460m，平均坡度为5.5°，施工缓冲墙34组。

表1 缓冲墙设置规格

图2 缓冲墙结构示意图

3.3 防滑槽

为防止无轨胶轮车行驶中轮胎打滑，在巷道局部坡度大（大于8°）的地方根据矿井实际情况设置防滑槽。施工要求：在巷道路面进行掏槽，掏槽规格为30mm×30mm（宽×深），掏槽长度应与巷道相同，防滑槽间距为500mm。

在12采区辅助运输大巷1200～1300m处最大局部坡度达到13°，施工防滑槽1个；22采区辅助运输大巷2100～2200m处局部坡度达到9°，施工防滑槽1个。

3.4 安全警示标志

在12采区、22采区井下巷道交叉口、弯道处、大巷沿线、特殊硐室悬挂提醒司机和行人的安全警示标志。标志必须醒目明亮，能够清晰地进行辨识。

3.5 施工要求

（1）安全避险设施必须指定专人进行定期维护，防止日常胶轮车对安全避险设施的剐蹭、损坏，有安全隐患必须及时进行维护和管理。

（2）在安全避险设施前50m设置提前预告标志，并在防撞设施处设置醒目、明显的反光标识。

4 实践应用效果

庞庞塔煤矿根据现场实际情况，通过近3个月的施工，至2018年1月已按大坡度长距离辅助运输巷道安全避险设施的设计方案完成了施工作业，经验收合格可以使用。从2018年1月至今，庞庞塔煤矿没有发生因为车辆失控避险不及时而导致的碰撞安全事故，辅助运输巷道安全避险设施的设计有效地防控了车辆事故，保障了辅助运输的稳定性和安全性，有效提高了辅助运输效率。

5 结语

通过对大坡度长距离巷道的理论分析和辅助运输线路实地考察，从应急车道、缓冲墙、防滑槽和相关安全警示标志4个方面进行了安全避险设施的设计并按要求完成施工。有效地防控了车辆事故的发生，保障了辅助运输的稳定性和安全性。