李山龙

摘 要：在煤矿生产过程中，井下轨道运输是一项非常关键和重要的环节。要实现煤矿正常采掘作业，必然要建立安全高效的运输系统，来保证生产工作面所需设备和物料的运输。近年来，随着我国煤矿开采事业不断发展，煤矿生产安全管理压力日益增大，同时，现阶段我国相当一部分煤矿进入开采年限中后期，成本投入不断提升，开采条件日益复杂，运行成本压力逐步增加，在巷道设计参数基本定型的前提下，对运输线路进行适当改造，以满足复杂多变的运输需求，就显得尤为迫切。本文主要针对在近垂直巷道交叉点进行大角度下山运输作业时的轨道线路铺设的创新设计进行论述。

关键词：煤矿运输；安全；近垂直巷道；线路铺设；创新

中图分类号：TD263 文献标志码：A

0 前言

东庞矿2600辅助采区位于矿井-480水平，北翼二期延伸巷道正前。该采区设计布置轨道巷、回风巷、皮带巷各一条，3条巷道平行布置，方位为321° 59′ 50″，巷道间距均为34m。3条巷道间共布置5条联络巷道，其中第四联络巷自轨道巷向回风巷方向下山角度为31°，该巷道与轨道巷、回风巷、皮带巷夹角均为81°，且生产过程中，需自轨道巷经联络巷向回风巷运输物料、设备等。

由于2600辅助采区轨道巷与第四联络巷为近垂直交叉，巷道交叉点空间不足，且联络巷下山角度为31°，如采用常规轨道线路铺设方式，在交叉点处做出轨道平坡头，将使联络巷下山运输角度继续增大至37°，严重威胁运输作业安全，故在设计之初该方案即首先被排除；如不在交叉点处做平坡头，按照常规铺设方式，直接在巷道拐弯处铺设弯道，则面临以下问题：①由于下山运输，运输作业将面临斜巷摘挂钩、在斜面设置弯道等运输问题，严重威胁作业人员人身安全；②运输期间除设置图1所示1号绞车外，还需在图1所示2号绞车位置处设置弯道运输专用绞车，增加运输环节；③为满足轨道铺设安全间距要求，需对巷道拐角处图1所示阴影部分进行扩帮施工，该施工会使导致巷道交叉点处顶板跨度增大，为后期巷道顶板维护、人员安全带来较大隐患。

1 运输轨道线路铺设创新设计

为了避免上述所面临运输问题的出现，同时最大限度地保证运输作业人员的人身安全，提高运输作业安全系数，我们确定了以下原则作为该处轨道线路铺设创新研究的前提：（1）必须设置平坡头；（2）避免在斜面设置曲线轨道；（3）避免巷道扩帮导致交叉点处顶板跨度增加。

在通过现场实际观测，并结合技术设计要求，我们改变了以往轨道铺设施工的固定思维，首先，由于辅助轨道巷运输轨道内侧空间有限，排除在内侧设置平坡头方案，考虑利用巷道交叉点处辅助轨道巷内运输线路外侧空间，在运输线路另一侧铺设圆形平车场，使用左开道岔，巷道内铺设水平曲线车场，车场总长约7m，可临时存放两辆罐车；其次，轨道交叉处使用“井”字形交叉轨道，解决了两条轨道交叉运输问题，为平车场的铺设提供了可能性。通过上述方案避免了斜巷摘挂钩、斜面弯道运输的问题，又充分利用巷道空间，做出车场、平坡头，满足该地区运输倒车需求，如图1所示。

2 关键创新技术

（1）打破以往轨道线路铺设设计时在运输方向设计平坡头的固定思维，在空间不足的情况下，最大限度地利用巷道运输线路外侧原本已有空间，设计半圆形平车场，该车场既能够满足运输期间临时存车、倒车需求，又能够在物料下运时起到平坡头作用，一举两得，对运输安全和运输效率均有较大提升。

（2）使用“井”字形交叉轨道，解决了两条轨道线路交叉运输问题，为平车场的铺设提供了可能性。

3 主要设计指标及应用前后指标对比

（1）安全效益

运输安全：该方案线路使用前，原设计方案线路在2号绞车弯道运输作业过程中，多次出现罐车在斜面曲线段掉道情况，严重威胁运输作业人员人身安全，自该方案使用后，只需安设一部1号绞车，运输过程中未再出现罐车掉道情况，简化运输系统的同时从根本上提高了运输作业安全性。

顶板安全：原轨道线路铺设需对巷道夹角处进行扩帮，从而满足正常运输需要，而新型轨道铺设最大程度利用了巷道空间，不需要对巷道进行扩帮，即减少了工程量，又避免了因扩帮而导致巷道交叉点跨度增大而带来的后期巷道顶板下沉、开裂等安全隐患。

该方案具有极高安全效益。

（2）生产效率

该方案线路使用前，原设计方案线路在运输作业过程中，轨道巷与回风巷同时运输，每小班平均运输物料4車，自该方案使用后，每小班平均运输物料可达6车，生产效率提升50%。

（3）巷道扩帮作业成本

原设计方案需对曲线处巷帮进行扩帮施工，以满足轨道铺设要求，该扩帮施工共需用工约30个，依据我矿人均工资标准，每工按照286元计算，共计8580元，顶帮支护成本约8000元，共计16580元。

4 应用推广前景

运输系统在煤矿生产环节中地位举足轻重，运输事故在煤矿事故中占据较大比例，近年来，随着我国煤矿开采事业不断发展，国家不断在煤矿开采设计、安全监管、事故追究等环节加大管理力度，煤矿生产安全管理压力日益增大，同时，现阶段我国相当一部分煤矿进入开采年限中后期，成本投入不断提升，开采条件日益复杂，运行成本压力逐步增加，在巷道设计参数基本定型的前提下，对运输线路进行适当改造，以满足复杂多变的运输需求，就显得尤为迫切。

该线路设计避免了原运输线路存在的斜巷摘挂钩、斜面弯道运输的问题，从根本上提高了运输安全性，最大程度保证了作业人员人身安全；在运输过程中，相比原运输线路少使用一部弯道绞车，减少运输环节，使运输系统更加简单；原轨道线路铺设需对巷道夹角处进行扩帮，从而满足正常运输需要，而新型轨道铺设最大程度利用了巷道空间，不需要对巷道进行扩帮，既减少了工程量，又避免了因扩帮而导致巷道交叉点跨度增大而带来的后期顶板下沉、开裂等安全隐患；新型轨道线路“井”字形交叉道的使用是运输线路实现的基础，对今后同类轨道的铺设具有重要的借鉴意义。

该线路设计为同类巷道运输线路铺设提供了解决方案，对井下巷道空间不充足情况下轨道铺设具有一定借鉴意义。

参考文献

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