影响煤矿快速掘进的因素及采取的措施

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月4期   作者:孙涛
[导读] 随着煤矿开采技术的发展,工作面的回采速度越来越快
         摘 要: 随着煤矿开采技术的发展,工作面的回采速度越来越快,对掘进速度的要求也越来越高。煤炭属于不可再生资源,随着我国社会经济的不断发展,煤炭消耗量逐渐增加,因此就需要煤矿企业在煤炭开采过程中加强对相关技术的研究,对其进行不断的创新,使煤炭开采成本显著降低,对煤矿开采加强安全保护,从而使煤矿企业的生产效率进一步提升。开采技术在煤矿开采中会对生产效率产生较大影响,其煤炭装备水平和掘进技术也会影响到煤炭生产的效率。所以煤矿企业就需要在新时期对先进掘进技术与设备进行应用,对其进行合理的改进,使掘进技术的优化与创新得以实现。对其技术进行合理的创新,使煤炭开采的生产成本显著降低,明显提高煤炭开采效率。煤矿开采过程中的掘进支护是保证整体开采效率的关键,更将直接影响到井下开采作业的安全性,因为需要解决好当前其中存在的问题、克服技术难点,加强对于井下作业人员的安全保护,提高施工效率。
煤矿掘进技术水平会对煤矿生产过程产生直接影响,同时与煤矿生产的安全性具有很大关联,这就需要煤矿企业加强对煤矿掘进技术的改进与完善,进一步优化传统掘进技术。本文简要分析了制约巷道掘进的一些关键因素,在此基础上提出了一些实现煤矿快速掘进的措施,以期为采矿工程技术人员提供必要的参考。
         关键词: 煤矿开采;巷道掘进;掘进设备;掘进速度
         1.煤矿掘进技术的应用现状
当前社会中煤炭的消耗量逐渐增长,煤炭企业在市场推动下不断改进了开掘技术,其生产能力也不断提高,在煤矿开采过程中煤炭掘进技术属于最关键的一种技术,其需要不断的进行创新,对煤矿开采视野的发展起到一定推动作用[3]。随着社会对煤矿的需求量逐渐增加,许多煤矿企业都突破了上万吨的产量,其开采规模也越来越大。随着现代市场的不断拓宽,煤矿企业对煤矿开采中的掘进技术要求也越来越高,在煤矿企业中掘进技术的改进与创新属于其工作重心。在煤矿的掘进过程中,通常都会使用掘进机进行掘进。而我国掘进机相对一些发达国家来说,其设备并不完善,掘进机设备存在多方面的问题,使煤矿的开采受到严重制约,使煤矿开采的工作效率明显降低。当前我国越来越注重掘进技术,在煤矿掘进过程中投入了大量人力与物力资源,其掘进技术的改进过程中也存在一定成效[4]。在煤炭掘进过程中其掘进机的使用受限和安全性能等问题得到了有效改善,同时掘进机的运行效率也有了明显提升,提高了掘进机的岩破效率。煤炭企业可以在实际的施工过程中结合施工现状对挖掘机进行合理调节,对先进的掘进技术与设备进行有效应用,从而使煤炭开采的工作效率显著提升。
         2.影响煤矿快速掘进的主要因素
在煤矿掘进过程中,影响掘进的因素主要有地质构造、掘进设备和施工管理等。下面将对这些因素进行具体分析。
2.1地质条件
煤矿的掘进是在地层中进行的,这就使得掘进速度会受到地质构造的影响。对于一些简单的地质构造,例如岩层完整性较好的区域,掘进速度可以很快,这是因为地质构造简单的区域应力正常,对掘进空间的影响较小;对于一些复杂的地质构造区,例如在断层附近掘进时,要放慢掘进速度,以保证掘进安全,这是因为在复杂的地质构造区地应力异常,需要采取安全措施后才能继续掘进。除此之外,煤体的强度、地层的涌水量、煤层瓦斯含量等也会对掘进产生影响。当开采深度增加时,煤层的瓦斯含量也会增加,在掘进时瓦斯涌出量也会增加,这时就要注意瓦斯突出问题。如果掘进时涌水量异常,会导致掘进工作面变得泥泞,严重影响巷道的掘进速度。因此,在巷道掘进时,需要充分了解地质条件,并对一些地质构造复杂区域采取一定的应对措施,以保证巷道的安全掘进。
2.2掘进设备
在掘进时,各种机械设备发挥着十分重要的作用。先进的设备有助于实现快速安全的掘进,但是与西方发达国家相比,中国的掘进设备还存在很大的差距。在重型掘进设备领域,国产设备的自动化程度低、可靠性差,严重影响了快速掘进的实现,主要体现在设备的故障率高导致开机率低,岩石切割速度慢使得刀具磨损严重。掘进设备的整体性落后,很难保证掘进与支护的配套作业 (如图 1所示),这严重制约了掘进速度的进一步加快。

图 1 掘锚一体机

对于掘进巷道大多采用的棚式支护,其支护刚度较低,作业时间较长,很难满足巷道快速掘进的要求。为了实现巷道的快速掘进,要注重巷道掘进与支护的协调作业。
2.3施工组织管理
煤矿的快速掘进依赖于各道工艺的有序配合,这就要求对整个施工流程进行科学管理。很多煤矿企业忽视了掘进施工管理,没有制订有效的工艺流程或严格的规范,导致在掘进施工过程中返工严重,大大影响了掘进速度。在煤矿掘进施工过程中,有很多道工序需要完成。为了保证掘进的高效性,需要合理分配各道工序以及工艺,以保证设备具有良好的开机率。此外,相关部门制定的一些施工规范应该严格遵守,以确保施工效率。
         3.煤矿掘进技术在现代的优化及改进措施
3.1对连续采煤机进行应用
一些发达国家都会利用连续采煤机进行煤炭开采,在巷道开采过程中对连续采煤机进行应用,可以有效促进煤炭开采工作的顺利进行,不仅使掘进机的工作更加安全,还可以使开采的工作效率显著提高。因此就需要在我国煤炭开采技术的应用过程中,加强对国外先进技术的不断引进,并且要结合煤矿的实际情况对开采技术进行选择,对连续采煤设备进行合理应用。随着我国煤矿企业的不断发展,在许多大型煤炭企业中,已经逐渐引进了大量的采煤机进行煤炭开采,在多巷掘进和掘支平衡过程中对采煤机进行应用,可以使其技术优势充分发挥,显著提升掘进工作的效率。在对连续采煤机的研究过程中,发现采掘一体化为连续采煤机的工作原理,对这种方式进行合理应用,不仅可以使采掘速度进一步提升,还可以为掘进工作的安全性提供保障。同时连续采煤机具有比较紧凑的布置,在煤矿掘进过程中主要是对串流电机进行使用,从而明显提高连续采煤机的牵引性能,并且这种采煤机具有较长的使用寿命。
3.2采用高效支护技术
限制快速掘进的一个因素就是支护速度很难跟上掘进速度,如果不能有效支护掘进巷道,就会使巷道严重变形。因此,如何安全、高效支护巷道也是煤矿企业关注的一个重点问题。在采矿工程中,巷道的支护类型与巷道的服务年限有关,对于一些服务年限较长的巷道,例如大巷,采用锚杆锚索联合支护的方式;而对于一些服务年限较短的巷道,例如回采巷道,多采用的是单一锚杆支护的方式。锚杆支护已经为广大煤矿企业所接受,其主要优势在于支护施工简单、强度高而且成本较低,为巷道的快速掘进提供了便利。根据支护的受力情况,可以选择合适的锚杆,常见的锚杆如图 2 所示。

A.机械式锚杆




B.树脂锚杆
图 2 常见的锚杆类型

         4.结束语
在煤矿的实际掘进过程中,要结合煤矿的实际情况与环境,对掘进技术进行合理应用,同时要加强对国外先进技术引入,对掘进技术进行不断的优化与创新,对掘进工作进行逐渐的完善,不断积累相关工作经验,从而使煤矿掘进工作的效率显著提升,进一步保证掘进工作的安全,为掘进工作的顺利进行提供保障,有效推动煤矿企业的稳定发展。
         5.参考文献
[1]赵荣荣.对现代煤矿掘进技术改进的几点思考[J].技术与市场,2018,289(01):125-126.
[2]王鑫.关于现代煤矿掘进技术改进的几点思考[J].机械管理开发,2017(2):168-169.
[3]刘维信.现代煤矿掘进技术的改进[J].中国化工贸易,2017 (9):237-238.
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