岩巷多方式联合出矸工艺的制作方法

本发明涉及一种出矸工艺，尤其是涉及一种适合在矿井生产区队较多、出矸影响因素较多的地点使用的多方式联合出矸工艺。

背景技术：

对于矿业生产，因为井下环境复杂，地质条件受限，尤其在矿井生产区队较多的情况下，多个工作面均采用传统的“工作面矸石仓+胶带输送机”的出矸工艺运矸，一旦生产中出现皮带等设备故障，则影响两个工作面的出矸及正常掘进。而且，这种情况下施工区队较多，协调起来比较困难，影响因素较多，给安全生产带来了极大被动。

图1是我集团某矿二十采区轨道下山、皮带下山出矸示意图。二十采区回风下山相邻的二十采区轨道下山、二十采区皮带下山均已施工完毕，施工过程中均采用“工作面矸石仓+皮带”的出矸工艺，施工过程中出矸环节问题较多：①两个工作面均使用胶带输送机运矸，生产中皮带等设备出现故障，则影响两个工作面的出矸及正常掘进；②八采区布置有掘进工作面及采煤工作面，出煤均采用八采区皮带巷胶带输送机，二十采区皮带下山运输的矸石、八采区皮带巷运输的煤（矸）均需通过北翼-605集中皮带下山的强力皮带运输至北翼-605矸石仓或煤仓。施工区队相互影响，导致我队无法执行正规循环，多次出现无法出矸导致停炮情况。③皮带队强力皮带检修时间较长，但又必不可少，影响整个出矸系统，给原本就紧张的出矸系统又增加了困难。

以上问题的出现使我队在二十采区轨道下山、二十采区皮带下山掘进过程中困难重重，导致月度进尺低（50-60m）、正规循环执行较差（帮锚滞后、交到点炮等）、工作面文明施工乱、工程质量无法保证等，给安全生产带来了极大被动。

技术实现要素：

本发明针对在矿井生产区队较多的情况下，多个工作面采用“工作面矸石仓+皮带”出矸工艺容易出现的问题，提出了一种岩巷多方式联合出矸工艺；

在矿井生产区队较多、出矸影响因素较多的地点使用，配合岩巷作业线作业，能有效提高生产效率，从源头解决了出矸环节影响因素较多的难题。

本发明所采用的技术方案：

一种岩巷多方式联合出矸工艺，对于矿井生产区队较多、工作面均使用胶带输送机运矸的情况，采用“工作面矸石仓+皮带运输/矿车串车连续出矸”的多方式联合出矸工艺，配合岩巷作业线进行出矸作业：

在某一作业采区回风下山上平台施工一个矸石仓，服务于该采区回风下山正常掘进过程中出矸，矸石仓下口位于采区皮带下山掘进回风巷，爆破后的矸石经回风下山皮带运输至矸石仓内，经矸石仓下口放矸装置将矸石放至采区皮带下山掘进回风巷电滚筒皮带上；

正常施工期间采用“岩巷作业线+工作面矸石仓+皮带运输+采区矸石仓”的出矸方式，受外界条件影响无法采用矸石仓出矸时，采用“岩巷作业线+矿车串车连续出矸”的出矸方式，以避免出矸环节的多重影响，提高掘进效率。

所述的岩巷多方式联合出矸工艺，采区回风下山工作面采用“挖掘装载机+液压钻车+胶带输送机”的岩巷作业线生产工艺，即工作面使用煤矿用液压掘进钻车打炮眼，使用挖掘装载机耙矸、出矸，后巷使用胶带输送机运输矸石，采区皮带下山掘进回风巷铺设电滚筒皮带与采区皮带下山胶带输送机搭接，用于矸石运输；

采区回风下山胶带输送机机头大架位置往矸石仓方向安装20m卸载高架，卸载高架末端安装的卸载滚筒位于矸石仓口上沿，卸载滚筒下沿距底板1800mm，以便于串车出矸时车辆能顺利通过卸载高架。

所述的岩巷多方式联合出矸工艺，矿车串车连续出矸系统包括：矸石仓上口沿皮带中心线铺设轨道，在矸石仓前后各铺设一副右开单开道岔，形成环形闭合车场，串车出矸期间车辆经过道岔运至采区轨道下山上平巷轨道上，矿车串车连续出矸时使用电机车牵引矿车。

所述的岩巷多方式联合出矸工艺，正常掘进期间，工作面采用挖掘装载机耙矸、出矸，采用胶带输送机运矸至采区回风下山工作面矸石仓，然后放矸至采区皮带下山掘进回风巷电滚筒皮带，再运至采区皮带下山胶带输送机，经过集中皮带集中，然后放矸至矿车，后经电机车运输至副井底车场；当皮带运输环节受皮带检修、皮带故障、采掘区队出煤环节影响时，无法采用工作面矸石仓出矸，工作面爆破矸石经采区皮带下山胶带输送机落至卸载滚筒下方放置的矿车中，使用电机车牵引串车将工作面矸石出净，然后运至集中轨道下山底车场，经绞车提升后运至集中轨道下山上部车场，最后由电机车运输至井底车场。

本发明的有益效果：

1、本发明岩巷多方式联合出矸工艺，设计合理，能够从源头解决出矸环节影响因素较多的难题。施工过程中采用“工作面矸石仓+皮带运输/矿车串车连续出矸”的多方式联合出矸工艺，配合岩巷作业线进行出矸作业。正常施工期间采用“岩巷作业线+工作面矸石仓+皮带运输+采区矸石仓”的出矸方式，受外界条件影响无法采用矸石仓出矸时，采用“岩巷作业线+矿车串车连续出矸”的出矸方式，能有效避免出矸环节的多重影响，提高掘进效率。

2、本发明岩巷多方式联合出矸工艺，配合岩巷作业线进行出矸作业，解决了生产过程中遇到的出矸难题，保证了安全生产，对安全生产有着重要的意义。经在岩巷下山掘进中的岩巷作业线使用，优势明显，在工效、人员优化、安全效果等方面效果显著。杜绝了帮锚滞后、喷浆滞后现象，工作面观感质量显著提升。

附图说明

图1：示例采区轨道下山、皮带下山出矸示意图；

图2：示例采区回风下山矸石仓平面布置示意图；

图3：示例采区回风下山矸石仓剖面示意图；

图4：示例采区回风下山设备布置示意图；

图5：卸载滚筒处巷道断面示意图；

图6：卸载高架巷道断面示意图；

图7：示例采区回风下山多方式联合出矸系统布置示意图。

具体实施方式

下面以我集团公司某矿二十采区为例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

二十采区回风下山为二十采区回风服务，巷道设计长度650m，其中上部平巷段约140m，15°下山巷道380m，底平巷段约120m，开口位置位于二十采区轨道下山上部车场，施工过程中采用“挖掘装载机+液压钻车+胶带输送机”的岩巷作业线工艺。二十采区回风下山上平巷段施工一个工作面矸石仓，为二十采区回风下山出矸服务。

工作面出矸路线：工作面爆破岩石→zwy-150/55l型挖掘装载机耙矸→桥式胶带运输机运矸→二十采区回风下山dsj100/63/2×160胶带输送机运矸→二十采区回风下山工作面矸石仓→二十采区皮带下山掘进回风巷b800×300/37kw型电滚筒皮带运矸→二十采区皮带下山dsj100/63/2×160胶带输送机运矸→北翼-605集中皮带下山集中皮带运矸→北翼-605矸石仓→北翼-605集中装矸硐室矿车装矸→北翼轨道运输大巷（电机车运输）→副井→地面。

二十采区回风下山相邻的二十采区轨道下山、二十采区皮带下山施工过程中均采用“工作面矸石仓+皮带”的出矸工艺，施工过程中出矸环节问题较多。

为此，生产及技术人员根据二十采区轨道下山、二十采区皮带下山施工经验，创新思路，优化二十采区回风下山设计方案，施工过程中采用“工作面矸石仓+皮带运输/矿车串车连续出矸”的多方式联合出矸工艺，配合岩巷作业线进行出矸作业。正常施工期间采用“岩巷作业线+工作面矸石仓+皮带运输+采区矸石仓”的出矸方式，受外界条件影响无法采用矸石仓出矸时，采用“岩巷作业线+矿车串车连续出矸”的出矸方式，能有效避免出矸环节的多重影响，提高掘进效率。力争从设计源头上解决出矸环节影响因素较多的难题。

项目实施方案如下：

一、工作面矸石仓

在二十采区回风下山上平台施工一个矸石仓，服务于二十采区回风下山正常掘进过程中出矸。矸石仓上口直径为3m，下口位于二十采区皮带下山掘进回风巷，设计深度4.85m（其中仓体部分深度3.13m，缩口漏斗深度1.72m）。爆破后的矸石经回风下山皮带运输至矸石仓内，经矸石仓下口放矸装置将矸石放至二十采区皮带下山掘进回风巷电滚筒皮带上。回风下山矸石仓容积为30m³左右，每循环进尺2排时可容纳一炮矸石。二十采区回风下山矸石仓平面布置示意图如附图2所示，二十采区回风下山矸石仓剖面示意图如附图3所示。

二、岩巷作业线

二十采区回风下山工作面采用“挖掘装载机+液压钻车+胶带输送机”的岩巷作业线生产工艺，即工作面使用cmj2-17煤矿用液压掘进钻车打炮眼，使用zwy-150/55l型挖掘装载机耙矸、出矸，后巷使用dsj100/63/2×160胶带输送机运输矸石，二十采区皮带下山掘进回风巷铺设一部b800×300/37kw型电滚筒皮带与二十采区皮带下山dsj100/63/2×160胶带输送机搭接，用于矸石运输。

二十采区回风下山胶带输送机机头大架位置往矸石仓方向安装20m卸载高架，卸载高架末端安装的卸载滚筒位于矸石仓口上沿，卸载滚筒下沿距底板1800mm，以便于串车出矸时车辆能顺利通过卸载高架。二十采区回风下山设备布置示意图如附图4所示；卸载滚筒处巷道断面图如附图5所示；卸载高架巷道断面示意图如附图6所示。

三、矿车串车连续出矸系统

矸石仓上口沿皮带中心线铺设30kg/m轨道，并使用工字钢梁加固，在矸石仓前后各铺设一副30kg/m右开单开道岔，形成环形闭合车场，串车出矸期间车辆经过道岔运至二十采区轨道下山上平巷轨道上，满足使用矿车出矸时容纳不少于20辆矿车，矿车串车连续出矸时使用电机车牵引矿车。

四、实施过程

正常掘进期间，工作面采用zwy-150/55l型挖掘装载机耙矸、出矸，采用dsj100/63/2×160胶带输送机运矸至二十采区回风下山工作面矸石仓（矸石自轨道中间落入矸石仓），然后放矸至二十采区皮带下山掘进回风巷b800×300/37kw型电滚筒皮带，再运至二十采区皮带下山dsj100/63/2×160胶带输送机，经过北翼-605集中皮带下山集中皮带运至北翼-605矸石仓，放矸至矿车后经电机车运输至副井底车场。当皮带运输环节受皮带检修、皮带故障、采掘区队出煤等环节影响时，无法采用工作面矸石仓出矸，工作面爆破矸石经二十采区皮带下山dsj100/63/2×160胶带输送机落至卸载滚筒下方放置的矿车中，使用电机车牵引串车将工作面矸石出净，然后运至北翼-605集中轨道下山底车场，经绞车提升后运至北翼-605集中轨道下山上部车场，最后由电机车运输至井底车场。二十采区回风下山多方式联合出矸系统布置示意图如附图7所示。

项目评价

二十采区回风下山采用“工作面矸石仓+皮带运输/矿车串车连续出矸”的多方式联合出矸工艺，配合岩巷作业线进行出矸作业，解决了生产过程中遇到的出矸难题，保证了安全生产。岩巷作业线作业在岩巷下山掘进中的使用已日趋成熟，优势明显，在工效、人员优化、安全效果等方面效果显著。

一、正规循环

岩巷掘进期间，执行如下正规循环：

掘进班：交接班→安全检查→打炮眼→装药连线、爆破→吹炮烟→敲帮问顶、临时支护→验收员到迎头检查爆破成型、画出轮廓线→渣面以上巷道初喷→顶锚支护、锚索支护（出矸）→耙矸、出矸→安全检查→文明施工。

喷浆班：交接班→安全检查→施工准备→帮部初喷（拌料）→帮部锚网支护（打注锚索）→文明施工。

以往施工二十采区轨道下山期间，由于矸石出不净，导致帮锚滞后、帮部片帮、喷浆滞后等现象，掘进工序必须根据出矸情况进行调整，经常出现交到点炮的现象，不能执行正规循环作业。二十采区回风下山出矸工艺优化后，正规循环率达到95%以上，除特殊情况需要喷浆班进行循环调整外，均能保质保量完成一个正规循环。

二、工程质量

二十采区回风下山较以往施工轨道下山时在工程质量方面有了显著提高，以往受多方面影响工程质量较差，排名开拓系统倒数，具体表现在以下方面：

1、巷道底板。出矸影响直接导致工作面迎头矸石出不净，采用液压钻车打眼时底部炮眼不能在设计高度打眼，造成下山施工期间出现“飘底”现象，需施工抬底炮。

2、帮锚、喷浆施工。掘进中经常出现迎头矸石出不完，现场出矸时把凿岩台车位置矸石出净，不影响打眼即可，巷道两帮矸石不出，工作面帮锚（尤其是底角帮锚）滞后迎头达到10余米，带来片帮、基础不够、喷浆成巷滞后等弊端。

3、巷道观感。迎头矸石无法出净，工作面文明施工极差，观感差。

2月底安装好岩巷作业线，优化出矸工艺后，3月份我队二十采区回风下山工程质量排名开拓系统第一名，杜绝了迎头矸石出不净、帮锚滞后现象，喷浆成巷紧跟迎头，现场质量标准化持续提升并保持在较高水平。

三、月度进尺

二十采区轨道下山掘进期间，受多种因素影响出矸环节，导致月度进尺在50m左右，单进水平较低，无法达到使用岩巷作业线提高掘进效率的目的。二十采区回风下山2月份安装完毕岩巷作业线，采用“工作面矸石仓+皮带运输/矿车串车连续出矸”的多方式联合出矸工艺，配合岩巷作业线进行出矸作业，3月份回风下山月进尺达到了95m，预计4月份进尺达到90m，单进水平大大提高。

四、轨道运输系统优化

二十采区回风下山上平巷长度140m，受胶带输送机安装、绞车安装、料场布置等影响，巷道内只能铺设单股轨道，给生产带来了极大被动。回风下山矸石仓前后铺设两副右开道岔形成闭环车场后，工作面车辆可在此处循环、周转，减少了长距离周转车辆的弊端，减少了人员投入、降低了劳动强度、节约了时间。

五、安全评价

1、采用“工作面矸石仓+皮带运输”的出矸工艺，配合岩巷作业线出矸，省去了斜巷运输提升矸石环节，减少了斜巷提升安全隐患。

2、采用“工作面矸石仓+皮带运输/矿车串车连续出矸”的多方式联合出矸工艺，杜绝了工作面矸石无法出净的隐患，避免了交到点炮的弊端，可以彻底的排查瞎炮；此外，矸石出净后杜绝了帮锚施工滞后，降低了片帮带来的顶板危害。

采用本发明“工作面矸石仓+皮带运输/矿车串车连续出矸”的多方式联合出矸工艺，配合岩巷作业线进行出矸作业。从根本上减少了出矸环节对掘进的影响，对工程质量提高、正规循环执行、掘进进尺提高、安全生产均起到关键作用，并能保证每月月度进尺达到90m以上；工程质量方面杜绝了帮锚滞后、喷浆滞后现象，工作面观感质量显著提升；其次出矸环节的优化对安全生产有着重要的意义。

因此，在矿井生产区队较多、出矸影响因素较多的地点使用多方式联合出矸工艺配合岩巷作业线作业可行性强，能有效提高生产效率。