煤矿综掘巷道快速掘进影响因素与防控措施

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年1月2期   作者:仝来斌
[导读] 随着煤矿信息化与自动化程度大幅提高,对工作面回采与巷道掘进速度提出了更高的要求,
        摘要:随着煤矿信息化与自动化程度大幅提高,对工作面回采与巷道掘进速度提出了更高的要求,特别是巷道快速掘进已成为保障煤炭高产高效开采的关键环节。基于此,本文分析了煤矿综掘巷道快速掘进影响因素及其防控措施。
        关键词:巷道快速掘进;影响因素;措施
        在煤矿开采过程中,巷道掘进是首要的施工环节。煤矿巷道掘进速度的快慢直接影响着煤矿的实际开采效率,而地质构造、施工工艺等因素都会对煤矿巷道的掘进速度造成影响。因此,只有探析影响其掘进速度根本成因,并制定切实有效的应对策略,才能有效提升巷道掘进施工效率。
        一、煤矿巷道主要掘进方式
        1、综合机械化掘进。目前,我国煤矿巷道快速掘进工作主要应用到综合机械化掘进方式,该方式相对较为复杂,涉及到的设备较多,包括悬臂式掘进机、输送机及相关供电设备等,在众多的设备中,悬臂式掘进机起到决定性作用,其性能的好坏直接影响到后续掘进工作效率和质量。
        2、掘锚一体化掘进。除综合机械化掘进方式外,当前我国煤矿巷道快速掘进中还广泛应用到掘锚一体化掘进方式。相对比综合机械化掘进方式,该方式主要以锚杆支护技术作为支撑,将掘进与支护相结合,不仅极大的提高了掘进效率,而且还有效确保了掘进工作的安全性。
        二、综掘巷道快速掘进影响因素
        1、地质构造影响。煤矿巷道生产掘进过程中地质构造是首要影响因素,具体体现在煤岩硬度、围岩节理、褶区构造及劈里发育状况、瓦斯量、顶板、底板稳定性、涌水量标准等。优质的地质条件为煤矿巷道掘进提供了良好的基础条件,因而必然提升掘进速度,相反复杂多变地质条件会产生对快速掘进的制约作用。例如:煤岩硬度较高地质条件构成的稳定顶板会令支护条件变好,在实施掘进前只要开展临时性支护,完成掘进后再实施永久支护即可,基于支护与掘进作业的并行开展特征,必然会令掘进机工作效率显著提升。而岩层具有的褶曲断层节理则可令其煤层厚度产生变化,在发生变化位置则较易形成冒顶、塌落或偏冒现象,会对掘进施工安全性与进度造成严重影响。煤矿开采进程中瓦斯一直是一大难题,在煤矿巷道掘进施工进入煤层或他类复杂地质构造地段,瓦斯涌出量有可能增加,进而造成巷道内瓦斯浓度提升,对掘进施工造成了不良威胁。因此,为确保巷道掘进开采施工的科学有序与顺利进行,必须降低工作面与回风风流含有瓦斯浓度,该环节增加了建设矿井的成本,同时还影响了巷道掘进施工的正常速度。
        2、施工设备影响。目前,我国掘进设备齐全,但其性能较差,自动化水平不高。我国综掘机配套的支护设备一般是单体锚杆钻机,主要采用人工进行。通常情况下,采用3台单体锚杆钻机进行生产,劳动效率较低。另外,巷道支护在空顶情况下进行,那么支护的安全性受到了顶板的制约,难以保证施工人员的人身安全。若在巷道顶板条件较差的情况下,必须通过缩短空顶距和缩小循环进尺等方式来降低支护的危险系数,这样的方式虽然保证了支护作业的安全性,但降低了其掘进的速度。
        3、施工工艺影响。由于我国的掘进设备质量水平有限,导致施工工艺也受到了影响。设备的局限使无法对工艺进行改进与创新,所以工艺水平相较于西方国家还比较落后。比如:在巷道支护方面,要耗费很长时间。我国的支护设备一般是单机锚杆钻机,而锚杆需要人工来进行安装操作,这就占用了很长的时间,影响了工作效率。而且施工设备经常出现故障,还造成了施工工艺连续性较差,从而影响了工作效率。所以要提高设备质量水平,为施工工艺的改进提供设备支持,进而提高巷道掘进效率。


        4、施工组织管理影响。科学组织施工是提高掘进速度的又一因素。在施工前,认真编好施工组织设计,制定生产计划,组织工人培训,提高各自技术及业务水平,贯彻好作业规程及安全技术措施,使各工种都明白自己岗位职责,在工作中遇到问题时,能及时处理。在施工期间,严格按照制定生产计划和循环作业方式组织施工,每个班组掘进进尺必须保质保量完成,不留隐患。另外,要严格制定考核制度,做到奖罚分明。
        三、煤矿综掘巷道快速掘进措施
        1、引进先进的技术设备。在对煤矿巷道进行掘进作业时,可引进国外先进的技术设备,来提升煤矿巷道的实际掘进效率。还可在现有的工艺基础上,遵循煤矿安全生产流程,遵守煤矿安全生产规章制度,合理利用好施工建设时间来进行交叉多工序同时作业。在根据各项施工程序间的联系,合理科学地安排掘进与支护工作平行进行,从而有效地提升煤矿巷道的掘进效率。目前,我国主要采用的是先进的大型连续性机械采煤设备,这种设备应用于大断面煤层的开采中,能有效提高开采速度,降低煤矿工作人员的工作强度,同时还能提高煤矿生产的安全性。
        2、优化施工组织管理。科学组织施工是保证掘进速度及安全生产的必要条件。成立保障进度、质量、安全职责领导小组,明确矿级领导、各职能部门负责人、队长及班组长各自的职责分工。生产副矿长分管工程进度和质量,总工程师负责技术管理工作,掘进队长对生产矿长负责,区队工资与进尺及工程质量挂钩,生产矿长对队长进行严格考核,队长对班组长进行严格考核实行进尺与质量计分制,实行分级管理责任到人,逐级考核制。由总工程师负责组织编制施工组织设计及作业规程,制定月度生产作业计划及作业循环图表,贯彻好作业规程及安全技术措施,使各工种都明白自己岗位职责。由机电副矿长牵头做好供电、通讯、供水、排水、通风、压风等施工准备工作。区队长按照制定的正规循环作业方式组织施工,合理安排劳动组织,做好现场安全保障措施,将安全操作规程贯彻落实到每个工种,矿级领导及区队长严格执行下井带班制度、每班三汇报。安排专业探放水、瓦斯抽放队组,提前做好探放水及瓦斯抽放的准备工作,以确保掘进队安全顺利施工。
        3、优化快速掘进施工技术
        1)爆破方法。我国目前主要使用光爆技术,这种技术可使巷道较快成型。具体技术因巷道形式的不同有所区别。在岩巷中,可使用风钻来钻眼,同时使用5~6台风钻,保持钻眼深度在2~2.2m。钻眼施工遵循技术要点为:1)钻眼前必须确认中腰线的位置,从而确定爆破眼周围的轮廓及眼位。2)作业技术必须准、平、直、齐,爆破后形成一个整齐度和垂直度都较高的作业面。3)要分析岩石的硬度,从而根据实际情况不断的调整爆破图表,调整炸药量。4)做到每一次爆破都有研究施工方案、施工程序及施工效果。要确保能一次爆破后巷道就可成型。巷道掘进可通过小班循环方式进行,每个循环进尺可达到2m,每一个班掘进3个循环即6m,每月可掘进370m,达到518m长的标准岩巷。
        2)支护方式。在煤巷中,施工状况变化较多,因此会出现地压大及维护难等问题,因此在支架的选择上尽量通过矿用的U型钢可缩性支架,或通过挂网锚索的方式进行联合支护。锚杆的选择是重点,围岩时要使用合理的锚杆,可使用砂浆材料、树脂材料或中空注浆材料的锚杆,也可选择预应力或对穿预应力的锚索。
        总之,由于煤矿巷道快速掘进工程相对复杂,涉及内容较多,所以一旦控制不到位,必将会造成严重的安全事故,给人员的生命安全构成严重威胁。另外,巷道掘进是影响煤矿高产高效的关键因素,随着对煤炭需求的增长,煤矿生产能力的不断增加,对开采技术条件、设备生产能力、管理水平等方面都提出了更高的要求。因此,安全可靠的快速掘进成为煤矿开采的保障。
参考文献:
[1]彭建.巷道掘进的影响因素分析及其防范措施[J].科技与企业,2016(09).
[2]樊勇.巷道快速掘进的影响因素分析[J].山西煤炭,2015(12).
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