高牛辅助运输系统优化(单轨吊、输料孔)

高牛能源有限公司

辅助运输系统优化设计

说明书

二○二○年九月

目录

第一章总论 (1)

1.1指导思想及设计原则 (1)

1.2辅助运输系统优化设计依据 (1)

第二章矿井概况及生产现状 (3)

2.1矿井概况 (3)

2.2井田开拓、水平划分及采煤方法 (3)

2.3采掘现状 (4)

2.4矿井通风及瓦斯抽放 (4)

第三章辅助运输系统现状 (5)

3.1辅助运输系统概况 (5)

3.2辅助运输设备配置情况 (6)

3.3混凝土材料提升运输情况 (7)

第四章辅助运输系统优化的必要性和可行性 (8)

4.1辅助运输系统优化的的必要性 (8)

4.2辅助运输系统优化可行性 (10)

第五章辅助运输系统优化方案选择 (11)

5.1设计基本原则 (11)

5.2.辅助运输系统优化方案选择 (11)

第六章单轨吊系统的布置方案 (14)

6.1单轨吊机车结构及运行原理 (14)

6.2单轨吊运输系统线路布置方案 (19)

6.3单轨吊车设备选型 (21)

6.4单轨吊安装布置方案 (25)

6.5吊轨安装方式 (29)

6.6单轨吊换装站及充检修硐室 (33)

6.7单轨吊运行管理措施 (36)

第七章输料孔系统优化设计 (39)

7.1料孔位置及料孔结构形式 (39)

7.2地面料场布置及相关建构筑物 (44)

7.3井下存料、装料及运料硐室 (47)

7.4主要机械设备 (52)

7.5供电、通讯及监测监控 (53)

第八章辅助运输系统优化预期效果分析 (56)

8.1辅助运输系统运行模式优化结果 (56)

8.2辅助运输系统优化效果分析 (57)

第九章经济效益分析 (58)

第十章问题与建议 (59)

第十一章投资概算 (60)

第一章总论

1.1 指导思想及设计原则

山西高牛能源有限公司（以下简称：高牛煤矿）是一座现代化特大型矿井，投产至今，副立井一直担负全矿井的辅助运输任务，井下采用以无轨胶轮车为主的辅助运输方式，地面物料、设备经副立井运至井底车场，由电机车转运至井底车场附近的换装站，换装至无轨胶轮车后运至采掘工作面等作业地点。

该运输方式较好的适应了矿井的煤层赋存情况及巷道条件，多年来取得了良好的使用效果。但随着矿井3号煤层向井田南、北两翼盘区的延伸开采，胶轮车的使用在煤层巷道的单巷掘进、高抽巷的掘进及工作面胶带顺槽等辅助运输环节受到了严重制约，影响了矿井的正常生产。

此外，副立井担负全矿井的辅助提升任务，提升能力有限，井下巷道喷浆及铺底材料用量大，综放工作面采用柔模支护沿空留巷技术，混凝土材料消耗量非常大。随着南、北翼盘区辅助运输距离的增加，运输局面将会更加紧张。

辅助运输系统已逐步成为制约矿井安全、稳定生产的限制性环节，为适应新的生产及运输条件，需对高牛煤矿辅助运输系统进行优化改造，以提高辅助运输效率，促进矿井安全、高效生产。

煤矿辅助运输系统改造是个复杂的问题，它与矿井地质条件、井巷开拓方式及原有辅助运输方式等密切相关，其根本改造原则是根据矿井具体条件，从可行性、经济性、安全性、技术先进性等方面考虑，选择最合适的辅助运输设备、系统，构建安全高效的辅助运输系统。对生产矿井辅助运输系统的优化改造，应从局部开始，逐渐扩大到整个矿井及矿区，需要在尽量减小对正常生产影响的条件下进行。

1.2 辅助运输系统优化设计依据

1. 设计委托书；

2. 《煤矿井下辅助运输设计规范》GB 50533-2009；

3. 《煤矿安全规程》（2016版）；

3. 《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215-2015

4. 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司编制的《山西广大矿业（集团）有限责任公司高牛矿井修改初步设计（实施版）说明书》。

5. 国家关于工程建设强制性条文、相关政策法规及暂行规定等。

6. 高牛煤矿提供的井下辅助运输系统图、电个风井工业场地布置图及井上下相关技术资料等。

第二章矿井概况及生产现状

2.1 矿井概况

高牛煤矿是广大集团下属的现代化特大型矿井，于2006年开工建设，2012年投产，建设规模6.0Mt/a，后期经改造提能，最终核定产能7.5Mt/a。

高牛井田位于噶发市以西约4km处，南北长约13.4km，东西宽约4.9km，面积66.68km2。行政区划为噶发市郊区、噶发县、佛山县所辖。其地理坐标为：东经112°57′20″～113°06′15″，北纬36°04′40″～36°15′57″。矿井地理位置如图1.1-1所示。

矿井现开采3号煤层，煤层厚5.15～8.44m，平均厚6.71m。含泥岩、炭质泥岩夹矸0～5层，一般1～2层，以距底板约 1.20m左右的一层较为稳定(平均厚度0.27m)。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩。底板为黑色泥岩、砂质泥岩，深灰色粉砂岩。

2.2 井田开拓、水平划分及采煤方法

井田南北长13.4km，东西宽4.9km，面积65.0596km2。矿井采用立井、单水平开拓方式，开采水平标高为+450m。

现生产阶段，矿井在主工业场地布置三个井筒：主立井、副立井和回风立井；在电个风井工业场地布置一对进、回风井：电个进风立井、电个回风立井；在井田南翼酒村风井工业场地新建酒村进风立井、酒村回风立井；在井田北翼鲍村风井工业场地新建鲍村进风立井、鲍村回风立井。全井田已有及新建井筒共计9个，主立井、副立井担负全矿井煤炭及辅助运输任务，南、北翼风井主要担负分区通风任务。

矿井主、副井落底后，向井田东翼、南翼、北翼分别布置一组开拓大巷，并利用大巷直接布置回采工作面，采用盘区条带式开采。全井田共划分为7个盘区，分