煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月第4期   作者:李孝胜
[导读] 随着我国经济建设的快速发展,我国人们生活水平的提高
         摘要:随着我国经济建设的快速发展,我国人们生活水平的提高,对于能源的需求也是与日俱增。在煤矿岩巷快速掘进技术的应用,要结合开采区域的特点解决多方面的不利条件,因此技术的应用涉及到许多复杂的内容。煤矿开采针对岩巷掘进技术要结合实际,要发挥新技术对开采的推动作用,以保证煤矿开采的综合经济效益。
         关键词:煤矿岩巷快速掘进技术;研究与应用
         引言
         我国经济建设的快速发展带动我国煤矿行业发展迅速,为我国基础建设贡献力量。随着煤矿开采技术的发展,工作面的回采速度越来越快,这对掘进速度提出了新的要求。目前,中国大多数矿井都存在采掘接替紧张的问题,可以说掘进速度对煤矿开采具有决定作用。
         1煤矿岩巷快速掘进技术概述
         煤矿岩巷掘进技术是煤矿掘进工作中必须应用到的核心技术之一,随着煤炭需求的不断增加,煤矿岩巷掘进技术也逐渐受到煤炭企业的重视,随着我国经济和科技的进步,我国的煤矿岩巷掘进技术有了较大发展,但是相较于国际先进煤矿生产中的岩巷掘进技术,我国在这方面依旧具有较大的上升空间。在传统的煤矿岩巷掘进工作中,主要采用气动凿岩机与耙斗机装岩打眼相结合的技术,该技术的效率较低,并且在实际的岩巷掘进工作中容易受到其他因素的影响,产生掘进中断的情况,因此,需要在煤矿岩巷快速掘进工作中引入自动化技术,从而有效提高煤矿岩巷掘进的效率,并且在煤矿岩巷安全掘进的基础上加快掘进进度,从而为煤矿开采工作提供有效保障。
         2煤矿开采应用的岩巷快速掘进技术
         掘进过程中,撑木、拉杆、中柱必须齐全牢固,严格按中腰线施工;如果顶空或压力大及时缩小棚距、加强迎头支护,顶空高度达到1m时,通风区采用措施,充填顶空区,防止瓦斯积聚、煤层自燃。在掘进过程中,每掘进100m全断面铺设双层尼龙网(1~1.5m)尼龙网与金属网隔一联一,巷道开口5m内隔断,同时在铺设尼龙网处取掉拉杆,改为撑木、水管与巷帮间用旧胶带隔开,开口处轨道接头加垫绝缘块。由于技术的发展,当前煤矿岩巷快速掘进产生许多新的技术,主要技术包括放顶技术:此技术适用于倾斜角较小的采掘面,此技术的应用要考虑到作业面可以持久保护稳定性,此外还要保证支护体系与围岩的可靠性。技术应用的可以降低掘进成本,并提升掘进效率。许多技术的应用具有悠久的历史,比如炮采技术,此项开采技术经过多年的发展,发展到现在技术已很成熟,在煤矿开采中广泛应用。但是此项技术的应用有一定缺陷,如开采中方向单一,技术仅局限于长壁岩巷快速掘进。炮采技术的优势是操作简单,由于存在爆破过程,因此安全防护特点重要。在岩巷快速掘进技术的应用中,倾斜分层技术可以适用于矿床走向复杂的开采。此项技术也是当前煤矿岩巷快速掘进广泛应用的技术。综合岩巷快速掘进技术是当前煤矿岩巷快速掘中最为先进的技术。这项技术的优势体现在开采效率高,还可以保证安全,但是对于设备的自动化程度要求也高,但是具有良好的发展前景。
         3提高煤矿岩巷快速掘进技术的措施
         3.1加强投入和研发
         从当前的自动化技术应用现状来看,虽然自动化技术具有较为明显的优势,但是依旧只能应用于部分大中型煤矿企业的岩巷快速掘进工作中。针对大多数的小型煤矿企业而言,由于缺乏足够的资金和技术实力,无法将自动化技术应用于煤矿岩巷的快速掘进中,并且即便引进了相关的技术,也处于技术人员的限制而无法有效发挥技术的真正作用。总体来说,限制小型煤矿企业应用自动化技术的原因主要是资金和技术。因此,企业需要制定优先发展战略,集中资金和技术加强自动化技术的应用,加大对自动化技术应用的投入与研发,从而将自动化技术有效应用于煤矿岩巷快速掘进工作中。
         3.2加强煤矿地质勘探
         煤矿的地质条件对掘进施工有直接影响,采取先进的探测技术勘探煤层地质构造,获取一手的地质资料是十分有必要的。获取到地质资料后,还应该分析地质资料,提出最优的掘进施工方案。

掘进施工应该尽量避开一些地质构造复杂区,对于一些难以避免的地质构造,应该采取相应的预防措施。为了保证地质勘探的有效性,应该根据矿井的实际情况和现有条件选择合适的方法,例如钻探法、物探法等。钻探法的适用性最强,但其勘探效果取决于钻孔的数量和深度,成本较高而且速度比较慢;而物探法勘探的速度快,获得的数据量较多,是一种理想的煤矿井下勘探方法,但需要购买相应的设备。
         3.3设备将趋于大型化
         要保证岩巷快速掘进的效率与安全,装备的应用是关键。在当前技术的发展中,掘进设备趋于大型化,设备实现大型化可以满足当前矿产资源开采需求大,规模化生产的需求。应用大型化设备扩大了开采截面,此外,设备的设计也向着深孔与粗孔的方向发展。为了有效提升掘进的综合效果,设备大型化体现出多方面的优势。另外,煤矿应用于岩巷快速掘进设备还要实现高效化与自动化。比如激光技术的应用,自动化控制技术的应用,实现了矿内的科学调配,运输车辆借助自动化控制实现了卸载、铲运的一体化。
         3.4加强技术应用管理
         在自动化技术应用于煤矿岩巷快速掘进工作的过程中,必须加强对技术应用的管理,从员工管理、技术管理、设备管理等方面着重入手。在员工管理方面,需要加强对员工的专业技能教育和安全意识教育,使得员工在具备安全操作意识的基础上能够有效发挥自身的专业能力,从而为企业创造经济效益。从技术管理角度来看,企业需要加强对技术应用的管理,进而加强对技术应用进度和应用效果的掌控。从设备管理角度来看,企业需要加强对设备状态的监管,同时加强对掘进设备的日常检修和维护,从而为企业的煤矿岩巷快速掘进工作提供保障。总的来说,在技术应用过程中,需要从各方面加强管理,从而推动自动化技术的应用。
         4岩巷掘进技术的发展趋势
         总的来说,岩巷的掘进可以分为3类:a)采用高效率的全液压钻机进行岩巷掘进。在地质构造等正常的情况下,巷道的月进尺可达到数千米。b)中小型矿井采用气腿式凿岩机掘进,巷道的每月进尺可以达到几十到百米左右。c)大断面掘进采用的综掘法,掘进速度快,安全性高,是岩巷快速掘进技术发展的趋势。3种不同的技术都有其各自的技术优势,相当长一段时间内这三种技术会并存。有争议的是岩巷掘进的钻爆法,这项技术在极其坚硬的岩石下破碎时优势特别明显,但是,其劣势在于爆破参数选择困难,而且施工具有一定的危险性。钻爆法可以满足不同断面尺寸岩巷的掘进,例如:德国采用钻爆法对35m2断面的岩巷进行掘进,对地质条件的适应性非常强。与综掘法相比,钻爆法的成本较低,施工起来相对容易,而且需要的设备比较少。对比钻爆法和机械式掘进,在未来岩巷的掘进过程中,应该大力推广的是机械式掘进法;而对于一些特殊的岩巷,掘进时可以适当采用钻爆法。
         结语
         矿产行业由于技术进步,发展方式发生了转变,煤矿开采由于更多的新技术应用,岩巷快速掘进技术得以提升,保证了岩巷快速掘进的综合效益。但是由于受到多种因素的影响,岩巷快速掘进还需要解决多种问题,为此,矿山企业要从多方面入手,采取有效措施,全面提高岩巷快速掘进技术水平,以提升开采的综合效益
         参考文献
         [1]邵文岗.煤矿岩巷快速掘进技术的优化[J].石化技术,2019,26(8):289-290.
         [2]宋沁红.煤矿岩巷快速掘进技术的探讨[J].能源与节能,2019(8):150-151.
         [3]刘贵心.煤矿岩巷快速掘进的自动化技术研究与应用[J].电子技术与软件工程,2019(13):115.
        

         作者简介:李孝胜(1990年08月-至今)   性别:男   学历:本科   籍贯:河南省濮阳市   现任新疆焦煤(集团)2130煤矿开拓队现场专业工程师,主要从事开拓队掘进技术工作。
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