储矸仓在快速掘进中的分析与应用

陈小军

（霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司， 山西 吕梁 033102）

1 木瓜煤矿S10-1011 巷概况

霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司木瓜煤矿S10-1011 巷设计长度为1 817.4 m，根据巷道围岩力学性质及用途，确定巷道断面形状为矩形，毛宽5 600 mm，净宽5 400 mm，毛高4 100 mm，净高4 000 mm，班循环进尺为2 000 mm。系统巷设计长度总计133.5 m，其中回风系统巷道80.5 m，运输联巷50.3 m。工作面位于南区左翼下组煤准备大巷南侧，上部为实体煤岩层，以北为南区左翼下组煤准备大巷，以南为实体煤，掘进末端接近矿井井田边界，以西为实体煤，以东为实体煤。S10-1011 巷工作面标高范围在+858～+888 m，地面标高范围+1 033～+1 190 m，盖山厚度为187～270 m。S10-1011 巷布置在石炭系下统太原组的9 号与10 号煤合并层中，9 号煤层厚度为3.85～4.15 m，平均厚度4 m，10 号煤层厚度为1.4～1.52 m，平均厚度1.46 m，9 号煤与10 号煤层夹矸厚度为0.5～0.88 m，平均厚度0.69 m，倾角5°～9°，平均7°，煤岩层赋存较稳定。

2 原掘进割、装、运工艺流程及存在问题

2.1 割、装、运工艺流程

采用综掘机进行割煤→由铲板装煤上一运溜子→一二运皮带→10-1011 巷一部皮带机→二部皮带→二盘区一部皮带→二盘区二部皮带→采区皮带→主斜井强力皮带。

2.2 存在的问题

矿井衔接紧张，出矸系统相对复杂，掘进任务压力较大，各队组在主线皮带开启时间段都急于出矸，同时间内排矸量大，造成主线皮带经常性洒煤、断带、超负荷等故障，外加上级单位检查停机严重影响排矸正常掘进，从而出矸困难成为制约木瓜煤矿单进水平的突出问题；在掘进过程中当不能正常出矸时，工人常将矸石通过人工搬运至巷道迎头两帮，劳动强度大、效率低、安全系数低，常有因搬运矸石造成工人磕碰现象；正规循环率低于30%，月进80 m左右；矿井考核力度大、工人工资水平偏低，掘进队伍员工流失严重。

2.3 常规性解决办法

分阶段性分队组进行排矸；每天在检修班安排专门的检修队伍对沿线皮带进行检修维护，安排一支专门的掘进队组对沿线皮带进行清理；加大检修维护考核力度。

通过增加人员队伍，加大考核力度的方法对解决此问题治本未治根，虽然有点效果，但不是很明显，排矸困难问题一直以来困扰木瓜煤矿掘进，影响单进水平的提高。

3 深化解决方案

3.1 问题研究及探讨

针对以上问题，木瓜煤矿经常组织工程技术人员开研讨会，安排外出参观考察学习，但无果。经过多次研讨最后研究设计了储矸仓新理念。储矸仓由采面淘汰的机架、刮板及大链、电机逆止装置、10 cm厚的钢板组成[1]。储矸仓规格（长×宽×高）：16 270 mm×1 760 mm×1 700 mm，储矸量理论计算约72 t，实际储矸量约65 t。巷道断面形状为矩形，毛宽5 600 mm，净宽5 400 mm，毛高4 100 mm，净高4 000 mm，班循环进尺为2 000 mm，一个循环煤量约56 t。

3.2 储矸仓先期设计及应用机理

储矸仓的储矸量及宽度长度可结合掘进工作面当班的正规循环出矸量进行灵活应用设计，由矿生产科进行设计储量、宽度、长度绘图，机电科配合设计提供合理的电机，最后由矿机分厂进行加工调试运行[2]。

储矸仓应用理论：将储矸仓安置于靠近工作面的排矸运输系统中，当工作面出矸时通过遥控点动开起储矸仓，将矸石由储矸仓机尾向机头运输的过程进行储矸，因储矸仓安装于靠近工作面的运输系统中[3]，所以储矸仓外围沿线运输系统的开启与否不会影响工作面的排矸。储矸仓的应用很好地解决了排矸困难影响掘进的问题。

3.3 储矸仓的进一步优化

先期储矸仓只适合安装于靠近工作面皮带机头，为固定式安装，储矸时由于工作面皮带随着掘进距离不断延长，造成储矸时与工作面沟通不够灵活，后期通过应用进一步优化为可移动式储矸仓，即在储矸仓底加装两部履带电机牵引行走移动，机头机尾各一部履带，木瓜煤矿称其为可移动储矸仓，见图1。

图1 移动储矸仓图

3.4 储矸仓的应用

当掘进工作面为近水平煤层时，可将储矸仓安装于工作面皮带机尾及综掘机之间，储矸时方便与工作面联系沟通，电机牵引履带行走，跟随综掘机前移，更有利于储矸仓的应用，其次将储矸仓与皮带机尾通过油缸连接，在工作面延伸皮带时由储矸仓提供动力拉动工作面皮带机尾从而进行工作面皮带的延伸。原先综掘机利用钢丝绳拉拽胶带输送机机尾存在一定的安全隐患，需要挂绳、拆绳、机尾固定、调整等工艺流程繁琐[4]。单次延长皮带时间由30 min缩短为10 min，进一步提高了掘进效率，见图2。

当工作面倾角大于18°时，将储矸仓安装于工作面皮带机头前进行储矸，见图3。

4 储矸仓的推广应用

图2 近水平煤层时储矸仓位置图

图3 煤层倾角大于18°时储矸仓位置图

储矸仓在木瓜煤矿掘进工作面已成功应用两年，成为掘进工作面的必要装备，因其具有成本低、材料便于寻找、故障少、可重复利用的特点，成功地解决了出矸困难影响单进的问题，对于出矸影响单进的矿井储矸仓有很好的推广使用价值。

5 结语

掘进工作面通过储矸仓的投入使用，队组分时间段进行出矸，措施得力，队组不再为排矸发愁着急，当沿线皮带无法排矸时可以利用本工作面的储矸仓进行储矸。储矸仓的投入使用首先很好地解决了出矸困难影响单进的问题，正规循环率由原来的30%提高到80%以上，月进由80 m 提高到200 m；其次减轻了人员搬运矸石至巷帮的劳动强度，减少了员工因搬运矸石造成的磕碰；最后，储矸仓减少了沿线的皮带故障，减轻了维运队员工的劳动强度及人员数量，真正起到了减人提效的目的，为木瓜煤矿掘进工作面的高效高产提供保障。