黑龙江省龙煤矿业有限公司鹤岗兴安煤矿 黑龙江鹤岗 154100
摘要:随着我国经济的发展和科学技术水平的日益进步,煤矿井下开采业也处于蓬勃迅速发展中,井下巷道掘进顶板支护技术作为关系到煤矿安全生产和经济效益的重要技术,受到相关行业的关注和重视。井下巷道快速掘进技术仍是一项较为复杂的技术,它需要技术人员选择合理科学的施工工艺和先进设备,并据井下实际情况进行调整进度并安排最合适的掘进速度。快速掘进要以掘进巷道支护为基础,采取科学高效的支护技术,优化掘进施工工艺进一步研究顶板支护管理和控制技术,分析有特点的具体案例,这对整个煤矿快速掘进的发展和安全有着重要的意义。
关键词:煤矿;巷道掘进;顶板支护技术
1引言
在具体运用综合机械化快速掘进技术的阶段中,要将目前现有的支护技术予以改进,依据实际地质情况来优先选择先进化的锚杆机,提升巷道支护的成效,进一步加快成巷的掘进速度。在施工的时候,运用锚杆机打孔与安装锚杆,降低之前较为传统化锚杆支护的施工程序,改进掘进机割煤与锚杆钻之间安装失衡的现场,提升锚杆施工作业效率[1],降低掘进工作面的工作人员数量,并合理统筹支护工作和巷道布置之间的联系,从根本上进一步提升技术应用的安全可靠性。
2煤矿快速掘进巷道与支护技术的影响因素
2.1施工巷道地理位置
地质条件是对巷道稳定性造成影响的重要决定原因之一,可能会造成巷道支护工作造成施工难度。围岩是巷道快速掘进的重要影响因素,它的存在能够对巷道起到很好的支护作用[2],可能会在巷道快速掘进过程中,因施工强度不断增大会造成其位移,并可能会巷道整体位置的形状标准的改变和偏移,对施工安全造成威胁。若加上巷道所处位置与水源的位置相距较近,极可能会造成巷道的疏松和变软,并对掘进巷道的稳定性可能产生极大影响,且会造成开拓巷道的塌陷。巷道快速掘进工作中许多机械设备,工作时产生的震动、压力等都可能影响巷道的支护状况,造成整个施工地点的安全威胁问题。
2.2掘锚一体机技术还不完善
未来巷道掘进发展的大趋势是实现巷道掘进支护的一体化,从本质上解决巷道掘进时间与支护时间不协调的问题。过去,掘进的速度很快,支护工艺较多,需要的时间多,这导致掘进与支护存在较大的矛盾。虽然可以通过优化掘进工序和支护工序来缓解这种问题,但是这种优化是建立在成熟经验基础上的,很难广泛推广。现在也研发了一些掘锚一体机,但在使用过程中发现效率并没有得到很大的提升[3],设备的配套还存在较大的问题,需要进一步进行技术研发。
2.3锚杆支护的机理需要明确
虽然锚杆支护在很多情况下能对巷道起很好的支护作用,但是锚杆失效也经常发生。很多时候很难解释锚杆失效的原因,因为锚杆失效不仅涉及到锚杆本身的问题,还涉及到支护岩层强度变化的问题。在设计锚杆支护时,只考虑到岩石的瞬时强度,并未考虑到服务较长时间后岩石强度的变化。在巷道开挖后,岩层内部应力的变化是一个长期的过程,在设计时并未考虑锚杆支护长度这一点。此外,井下的煤矿巷道需要承受一定的动载,比如距离回采工作面附近的一些巷道。
3煤矿快速掘进巷道与支护技术的应用措施
3.1连续高效掘进
与传统的煤矿巷道掘进技术来说,连续采煤机快速掘进工艺正被广泛应用,其工作的效率也得到很大的提升。在实际开展掘进工作的过程中,所有的钻车和采煤机都能够呈现出一种交互式作业的形式。如果采煤机正在进行采掘和运输的工作时,钻车就会在回风巷道完成巷道顶板支护的工作[4]。
如果采煤机完成了所有采掘的工作,钻车和采煤机就会交换位置,从而让两者更好地完成工作。应该在距离煤巷50m的地方开通连接性的巷道,希望两者能够更好地保证连续完成工作。这一连串的技术都会对煤矿巷道的施工提出更高的要求,目前已经被广泛应用。
3.2采用性能优良的掘进机
在煤矿掘进施工时,其中最关键的设备为掘进机,该掘进机的性能不但会直接影响到掘进速度,同时,也会影响最终的经济效益。因为掘进设备所掘进设备为煤岩和其他类型的矿物,这部分物质机构相对繁杂,物理硬度强,在掘进施工作业过程中,就会出现很大的振动幅度、频率大、冲击力强,除此之外,煤矿的环境均较为恶劣,掘进机还要实现不断的连续性工作。因此,在煤矿掘进阶段,最关键的就是要依据工作实际情况选择相应的掘进机。我国积极引进国外设备,并积极汲取国外先进经验,并做到取其精华弃其糟粕,这位掘进设备的制造与运用取得了一定的成绩。
3.3支护施工的安全要加强管理
煤矿井下巷道快速掘进作业中,顶板的支护施工极容易受外界因素影响而出现坍塌冒顶问题,就得需要严格的管理措施加强安全方面的技术监督管理。①安全监督管理机制要建立健全,为支护过程的安全与效率提供制度保障。质量监督检查机制是不可缺少的重要内容,参加施工人员须严格遵循各项制度进行工作,确保及时发现问题及时处理,保证支护施工中不存在任何安全隐患。②根据综地质条件合考虑多项因素,选择合理的支护工艺技术优化支护效果。③严格施工人员培训经验交流,施工人员的专业操作能力与综合素质知识水平对施工质量的较大影响,培养一支操作水平高、技术素质好的施工队伍,强化施工人员的安全行为意识,提高业务操作技术水平,从而提高顶板支护速度和质量的能力[5]。
3.4提高设备综合配套能力
机械设备在基本上都会发生配套不搭与配合度不高的情况,该类情况一旦出现,就会导致掘进设备无法将自身的优势发挥出来,掘进水平随即也会受到一定程度的影响。井下掘进工作会涵盖诸多方面,比如,供电、供水、运输与支护等,这部分环节缺一不可,均要实现高度配合才可以将自身的优势发挥出来。加大各个设备与系统之间的配合度,这对于提升掘进效率方面百益无一害。除此之外,在支护环节,为了显著提升效率,要尽可能缩短支护时间。因为地质情况不一,所选择运用的支护措施也势必会有所不一,然而,在运用支护的时候,就要优先选择锚杆支护,该方式的优势集中体现在施工量小、支护成效优越。一般在实施钻孔时,会运用到机载锚杆钻机,这与之前较为传统化的施工工序进行对比分析,不但简化了工序,还节省了诸多人力、物力,更为关键的就是将掘进机和锚杆钻孔安装之间所发生的失衡问题予以解决。
4结束语
总而言之,煤矿巷道快速掘进施工工艺和支护技术是煤矿开拓的重要步骤,对煤矿的顺利开拓掘进有非常重要的作用。煤矿快速掘进和顶板支护技术对煤矿专业性要求很高,这两项复杂的工作技术对施工人员的生命和煤矿开拓有着最基本的影响,必须在思想上高度重视,为提高煤矿巷快速道掘进施工的工作速度,确保安全性和可靠性,一定把地质构造条件和施工工艺方法结合起来,严格控制速度和位置,采用先进高科技的掘进设备。
参考文献:
[1]王国明.山西杜儿坪煤矿软岩巷道支护及快速掘进技术[J].现代矿业,2018,34(07):239-240.
[2]侯斌元.煤矿快速掘进巷道与支护技术的研究[J].机械管理开发,2018,33(03):110-111.
[3]吴朋起.煤巷快速掘进空顶自稳规律及施工方案优化研究[D].中国矿业大学,2017.
[4]马睿.巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制[D].中国矿业大学,2016.
[5]李亚辉.化乐煤矿泥化软岩巷道支护及快速掘进技术研究[D].中国矿业大学,2015.