矿井采区中部车场线路优化设计的浅析

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年第13期   作者: 姜金焱 李晓凡
[导读] 新疆天山矿业公司是徐州矿务集团在新疆独资组建的子公司。俄霍布拉克煤矿位于新疆维吾尔自治区库车县城北约69km,库拜煤田东部,行政区划隶属阿克苏地区库车县阿格乡管辖。
        【摘要】通过对采区中部车场下滑板原巷道刷扩,线路优化布置、合理改变道岔位置方式,让该区域单轨系统变成双轨系统;同时对道岔位置进行优化安装,减少车场不合理环节,保障支架运输线路顺畅,减少车辆阻塞,达到了轨道系统运输能力提升的效果,保证了轨道运输的安全性。
【关键词】采区中部车场;线路优化;道岔位置 
1.概况叙述
        新疆天山矿业公司是徐州矿务集团在新疆独资组建的子公司。俄霍布拉克煤矿位于新疆维吾尔自治区库车县城北约69km,库拜煤田东部,行政区划隶属阿克苏地区库车县阿格乡管辖。
        天山矿业公司俄霍布拉克煤矿产能由原来的0.4Mt/a提高至0.75Mt/a产能的提升对各系统的要求也变高。本矿目前回采的下1煤四采区东翼工作面即将回采完毕,准备进行搬家倒面工作,其中轨道系统起到运输材料及工作面设备的作用,轨道系统的好坏将决定安装的进度,影响轨道运输期间的安全。而采区中部车场作为主要轨道运输系统的重要环节,将决定轨道系统是否顺畅、安全。但本次涉及的采区中部车场施工较早,为单线路设计,轨道运输能力一般,既影响运输效率又不利于安全把控。为保证采区中部车场轨道系统适应矿井生产能力,满足工作面轨道运输需要,对中部车场优化势在必行,具体原因有以下几点。
        (1)生产设备更新升级。采区中部车场在施工时矿井生产能力为0.4Mt/a,对中部车场要求低,,设备轻便。现矿井产能提升至0.75Mt/a,生产设备不论是体积还是重量都有较大提高。若沿用原来轨道系统,轨道运输系统可靠性差。
        (2)产能提升,材料需求量高,轨道系统运输任务大。现轨道系统为单道布置,调车能力差,极容易造成车辆阻塞,车辆不能及时通过,造成工作面材料供应紧张。
        (3)安全性差。目前轨道系统运输量大,若不优化轨道系统,安全把控难度大。
        (4)采区中部车场车辆往返在一定程度上属于随机性,单轨道系统大大降低车辆调度的零活性。
2.优化后的轨道系统应需满足以下几个要求。
(1)在现有的井巷工程基础上,减少巷道的刷扩工作。
(2)尽量提高轨道系统的存车能力,调车能力,要求形成闭合车场。
(3)保证轨道线路设计顺滑、符合设计要求,保证大型支架转弯时稳妥通过。
3.优化设计依据
        《煤矿安全规程》和《采矿工程设计手册》,结合施工现场实际情况进行相关优化工作满足设计要求。
4.优化设计方案
        (1)对采区中部车场下滑板巷道进行刷扩,将单轨变成双轨系统,并建立闭合车场。
        该中部车场区域煤层厚度变化不大。伪顶:泥岩,灰黑色,泥质结构,块状构造,上部含炭质,松散破碎,极易冒落,伪顶厚度不太稳定,厚0至2.3 m之间,平均0.7m。老顶:中粗粒砂岩,灰白色,块状构造,底部大部含砾石,上部岩性呈粉砂,遇水易松软冒落。厚约26 m。直接底:粉砂岩,深灰色,细砂结构,块状构造,含细砂岩条带,见较多白云母碎片,致密,上部含砂量少呈泥岩,厚5.4m。根据地质资料具备刷扩的条件,为保证刷扩后顶板支护质量,可增加1根φ17.8×6300mm的锚索,施工在原巷道刷帮侧边部,排距3000m。
        在采区中部车场下滑板对线路进行设计,设置为双道,轨道中心线间距为2200mm,且双道可同时使用。经过计算刷扩宽度取1500mm满足要求。将原单向线路改为双向线路并形成闭合车场。二水平轨道上山调来的重车可暂存至下滑板车场,空车可通过辅道运出该车场。在闭合位置保证线路曲率半径为15000mm。保证支架通过时平稳。人员只能在机电硐室侧行走,安全距离1250mm,如图1。
                                          
        (2)对采区中部车场联络巷部分优化轨道线路,合理设置道岔位置,提高储蓄车辆能力。
        对采区中部车场和采区中部车联络巷连接弯角处设置道岔,在转弯位置,将线路分成双道,比在转弯后再设置道岔所得车场要长。此设计的关键是在不刷帮的前提下,如何让道岔与转弯线路连接顺畅,保证曲率半径15000mm,
        利用普通的轨道线路设计此处下帮轨道中心线距帮部只有884mm,车辆无法通行需进行刷帮。经过线路优化,让对称道岔下帮一支先后连接两条光滑曲线,充分利用巷道空间,保证轨道中心线2300mm,通过转弯处,在联络巷中轨道中心线间距保持2300mm。,双道可同时存放支架,两侧均可行人。同时形成闭合车场利于车辆调度工作。经优化后的车场净长度32900mm,通过将道岔调整至巷道转弯前,优化后长度增加10000mm。提高储蓄车辆能力,减小车辆堵塞的可能,如图2。
         
图1                            图2                                  
        (3)保证各位置连接顺畅,曲率半径符合《采矿工程设计手册》要求,安全距离符合《煤矿安全规程》规定,保证轨道运输的安全性。
        在整个设计中涉及转弯轨道曲率半径均取15000mm,保证车辆通过时的顺滑,稳妥。本矿采用的支架高度2500mm,加上平板车高度(520mm)共计3020mm,若曲率半径较小,车辆在运送支架时容易出现倾覆。现经过优化的轨道可保证支架运输安全可靠性。
5.系统技术优化后达到的效果
        通过对采区中部车场线路进行了优化,达到了车辆通过时顺滑、稳妥。延长了车场的长度,提高整个车场储蓄车辆的能力。采区中部车场2个车场均为闭合车场,提高了车辆的调度灵活性。为工作面安装提供有力的轨道运输支持。优化设计后用最小的刷扩实现采区中部车场轨道运输的安全可靠程度和运输效率的目的,如图3。
图3
6结语
          本矿通过对采区中部车场下滑板原巷道刷扩,线路优化布置、合理改变道岔位置方式优化了采区中部车场,实现了提高轨道运输的运输效率和安全可靠程度。对改扩建的矿井轨道系统优化提供参考意义。
参考文献
1.煤矿矿井采矿设计手册编写组  《采矿工程设计手册(中册)》
2.国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《煤矿安全规程》(2016版)
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