岩巷快速掘进方法研究

发表时间:2021/3/2   来源:《工程建设标准化》2020年20期   作者:高磊
[导读] 现阶段的实际煤矿开采过程中来看,煤矿岩巷快速掘进技术仍然是利用
        高磊
        淮河能源控股集团煤业公司谢桥煤矿,安徽淮南 232001
        摘要:现阶段的实际煤矿开采过程中来看,煤矿岩巷快速掘进技术仍然是利用耙斗机和气动凿岩机来进行装岩和岩石打眼,这种传统方式已经无法跟上现代化的煤矿掘进速度。由于煤矿岩巷掘进技术的落后,直接影响到矿井的建设速度以及煤矿的生产。本文浅析当前煤矿岩巷掘进技术现状,探讨了岩巷快速掘进方法。?
        关键词:岩巷掘进;煤矿;快速掘进?
        引言?
        淮南矿区地质构造复杂,瓦斯威胁大,打钻频繁,严重影响了岩巷掘进进度,而岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置,在新井建设中,岩巷掘进工程量一般约占总工程量的40%~50%,在生产矿井中占总工程量的25%左右。由于经济的持续发展对煤炭需求不断增加,矿井产量逐年增加,矿井开拓掘进进尺也大幅提高,但采掘衔接紧张的矛盾却日益突出,特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道,这就要求巷道的掘进速度相应加快。但由于我国的掘进设备革新慢,适应性差、技术不过关等因素影响,掘进技术的发展缓慢已越来越成为煤矿可持续性发展的瓶颈,也是广大技术人员需要研究的关键性问题。下面笔者结合自己的工作经验,对岩巷快速掘进技术中存在的问题谈几点认识。?
        1 岩巷快速掘进技术发展趋势
        1.1国外岩巷快速掘进研究现状
        岩石隧道掘进机最早诞生于1956年,是由加拿大制造的,主要用来掘进由砂岩、页岩、石灰岩综合组成的水道工程;1985年美国发明了连续掘进岩石的掘进机,此掘进机被不断改进、完善。随着工业化时代的来临,岩巷快速掘进机技术得到了快速发展,人们发现掘进机施工优点众多,钻爆法施工无法与其比拟。当前,全断面岩巷掘进机掘进煤矿巷道,实际掘进速度得到了大幅提升,美国曾经把月进度提高到了2088.9m,但所用的掘进机比较庞大、笨重,不便转移,难拆装,需很长时间的辅助作业,并且会消耗大量动力,刀具也易损坏,掘进成本较高,同时,要求待掘进巷道应有较大的曲率半径,这些特点使得中国煤矿巷道掘进很难使用此类掘进机,特别是当待掘进区域存在岩性变化大、涌水及断层时,会显著影响掘进速度,有时甚至使掘进机无法工作。
        1.2中国煤矿快速掘进技术的发展
        新中国成立前,中国煤矿掘进全靠人力进行,1950年—1970年开始应用气腿式凿岩机与耙斗式装岩机,大幅提高了煤矿掘进机械化水平,同时降低了工人劳动强度。1970年后期—1990年,国内很多大型矿井开始去国外考察设备,并且引进了先进设备,很多矿井开始应用全液压钻车配履带式装岩机作业,在矿井支护方面也开始应用锚杆支护,使井下作业环境更安全、生产效率更高。1990年以后,岩巷悬臂式掘进机开始应用于国内很多煤矿,进一步提升了煤矿快速掘进技术,改善了施工环境,但由于中国煤矿地质条件比较复杂,很多从国外引进的设备效能得不到充分发挥,这种生产现状已严重制约了中国煤矿掘进速度,影响了掘进效率,为此,国内相关部门必须重视掘进机械的研发,加快中国掘进设备发展,尽快生产出适合中国煤矿开采特点的高效掘进机。


2实现及快速掘进的措施
  2.1采用综合机械化配套设备
岩巷掘进多年来一直沿用风动凿岩机,但液压凿岩机在性能上要优于风动凿岩机,如械械性能好,凿岩速度快,比同类风动凿岩机提高1倍~2倍。进入20世纪80年代以来,煤炭基本建设推广了以调车盘、耙斗装岩机为主,以侧装机、全液压钻车为主,以电动凿岩机为主和以钻装锚机组为主的4种岩巷机械化作业线,应用在大断面岩巷施工中,创造了良好成绩。?
2.2 确定锚杆支护参数,提高锚杆安装质量?
支护管理不但对巷道支护质量有影响,对掘进进尺也有影响,如永久支护前大面积片帮,使喷浆厚度和喷射工作量增大。在实践中可根据围岩松动圈理论,以悬吊作用设计为基础,并根据岩性的具体情况,定出合适的支护密度,最后通过试验检测,检验支护参数选择的合理性。在普及应用全长树脂锚杆的基础上,针对大断面,服务年限长的井巷工程,积极推广使用高强度新型锚杆。锚喷支护方式必须与光面爆破技术相结合,否则围岩受损严重,表面裂隙较多,围岩松动圈较大,岩体丧失稳定性;巷道轮廓线参差不齐,易造成应力集中,喷层受到剪切破坏而导致巷道损坏。?
2.2 充分调动职工积极性,加强职工培训?
为提高掘进队伍的战斗力,煤矿相关部门要多次举行劳动竞赛,如打眼比赛、喷浆比赛等,有利的调动了职工的积极性,使职工在工作中感到快乐,工作更加积极主动。适当提高班队长、机长、维修工等人员的工资分配系数,对“技术能手”带徒弟、讲课,给予适当奖励,充分发挥岩巷“技术能手”的传帮带作用,最大限度地挖掘职工潜能,为岩巷快掘献策献力。对井下施工人员进行技术培训,在应用新技术方面,要做到技术交底。对于井下出现的问题,管理人员要及时妥当及时处理,不能拖拉造成窝工,以至于减缓掘进速度。?
2.3强劳动组织管理,加强施工组织管理
煤矿的第一要务是落实煤矿安全规程,保障职工人身安全。在此基础上,煤矿企业还要根据煤矿岩巷施工技术与机械设备现状,尽力实施多工序平行交叉作业业。对每个环节的工序的潜在能力仔细分析,合理的进行劳动组织管理,促进让各个工种协作性、衔接性以及作业循环性,注重过程控制,不断完善质量保证体系。同时,煤矿企业还要加强施工组织管理,在平行交叉作业规章制度上,提高综掘化水平。
   3我国岩巷安全高效掘进的实践与展望?
重型掘进机一直是我国煤矿采掘设备领域的障碍,但是近年来我国重型掘进机技术飞速发展,在掘进设备的机械自动化技术、自动控制技术、零部件的使用寿命以及关键部件的自主化上都取得了卓越的成绩。?
未来高效安全的岩巷掘进技术将会在岩层爆破,综掘法技术的提升以及系统管理上不断突破。爆破的重点体现在钻眼和成型设计的问题上,特别是大断面的岩巷中精细爆破技术的突破将会很大程度上提高岩巷掘进的安全性。综掘法上需要提升的是切割技术和掘进技术的综合作用上,新型的自动控制技术和截割技术将会在岩巷掘进中发挥巨大的作用。
4.结论?
近年来,岩巷掘进采用新技术施工,速度明显,效果也好,为提高掘进速度,加大煤炭生产量提供了有力的保障。岩石巷道的掘进是一个系统工程,影响岩巷施工进度的因素很多,特别是机械化水平、排矸速度和爆破效果是影响掘进速度的关键环节。在岩巷施工过程中,只有采取科学的支护技术,采用科学的施工组织和管理方法;完善制度、严格考核;加强培训、推进岩巷专业化队伍建设,加大技术创新,才能将岩巷的快速掘进水平再推上一个新的台阶。?
? 参考文献:
        [1]张业.煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用[J].中国新技术新产品,2018(23):76-77.
        [2]刘鹏飞.岩巷快速掘进影响因素分析及优化[J].山东煤炭科技,2018(9):31-33.
        [3]邓鹏.煤矿岩巷新型快速掘进技术的应用研究[J].机电工程技术,2017,46(8):235-237.
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