煤矿岩巷快速掘进的自动化技术

发表时间:2020/6/29   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:王辉
[导读] 摘要:随着我国经济的迅速发展,我国对于能源的需求也越来越大,因此在这种背景之下,煤矿企业的开采和生产效率可以对国民经济的发展起到重要影响。
        (枣矿集团田陈煤矿  山东枣庄  277000)
        摘要:随着我国经济的迅速发展,我国对于能源的需求也越来越大,因此在这种背景之下,煤矿企业的开采和生产效率可以对国民经济的发展起到重要影响。在煤矿开采的过程中,整个煤矿开采工作可以视为一个生产系统,系统中的任意一个环节出现低效率的情况,都会导致整个系统的低效率运行,因此,本文针对煤矿岩巷快速掘进工作中自动化技术的应用进行了探讨,希望通过自动化技术的应用,可以提供煤矿岩巷的掘进效率,从而助推整个煤矿生产系统提高生产效率。
        关键词:煤矿;岩巷;快速掘进;自动化技术
        引言
        中国的煤炭资源埋藏比较深,井工开采是煤炭开采的主要方式。井工开采时,需要开掘大量的巷道,有的巷道位于煤层中,将其称之为煤巷;有的巷道位于岩层中,将其称之为岩巷。对于煤巷,可以利用连续采煤机来实现快速掘进,这是因为煤体的强度较低;对于岩巷,采用连续采煤机很难实现巷道的快速掘进,这是因为岩石的强度大,破岩需要的时间较长。虽然大多数巷道是煤巷,但是,岩巷在煤矿开采中也是经常存在的。因此,实现岩巷的快速掘进,有助于进一步提高煤矿的生产效率。
        1煤矿岩巷快速掘进自动化技术的应用优势
        岩巷快速掘进对于煤矿开采工作具有较为重要的影响,在正常的煤矿开采过程中,岩巷掘进工作的成本、进度及效果都会对煤矿开采产生较大影响,因此必须有效提高煤矿岩巷快速掘进的效率以及掘进质量,才能降低煤矿开采和煤矿生产的成本,从而提高煤矿开采的经济效益。随着煤矿开采工作复杂程度的日益提升,传统的煤矿岩巷掘进技术和掘进设备已经不能有效满足岩巷掘进的需求,因此各大型煤矿企业逐步引入了新型的煤矿岩巷快速掘进自动化技术,以此有效提高掘进效率,同时降低掘进成本,减少人工作业,有效提高了快速掘进工作的管理水平和管理质量。相较于传统的煤矿岩巷掘进技术,在岩巷掘进过程中应用自动化技术可以克服井下掘进和井下作业的一些障碍,并且由于井下的环境较为复杂,因此传统的掘进技术会受到一定的掘进限制,而在掘进过程中应用自动化技术可以使得掘进作业尽量少受到井下环境因素的影响。在掘进的过程中,引入自动化技术之后可以有效减少故障问题的发生概率,同时可以做到规范掘进,使得岩巷的巷面保持一致。此外,在自动化技术的应用中,一旦岩巷掘进工作过程出现故障问题,利用自动化技术中的实时监测和控制功能,可以对故障部位进行有效定位,同时对故障部位进行紧急关停,从而避免局部故障演化为系统故障,同时提高了故障的排除效率。
        2煤矿岩巷掘进技术分析
        2.1气腿式凿岩机岩巷掘进
        很多煤矿多采用气腿式凿岩机,配备耙斗装岩机来进行岩巷掘进作业,其优势是:a)实现了多个工序的平行作业,破岩的效率相对较高;b)工艺比较成熟,对地质条件的适应性强,凿岩和打眼受掘进断面尺寸的影响较小;c)破岩效率总体较高,在正常作业的情况下,掘进量为30~40m3/h。由于气腿式凿岩机的体积相对较小,在井下移动也相对容易。与气腿式凿岩机的技术优势相比,其缺陷也相当明显,主要体现在作业时自动化程度低,不能实现机械化装岩,工人的劳动强度大,掘进的安全性也相对较差。这限制了其掘进速度,导致其只适用于一些小断面岩巷的掘进。
        2.2光爆锚喷支护技术
        在煤矿企业的煤矿岩巷快速掘进工作中,光爆锚喷支护技术是其常用的岩巷掘进技术,光爆锚喷支护技术的优势在于对岩巷周围的岩层的破坏程度较小,并且不需要对周围的岩层进行大量施工,因此既降低了施工强度,同时提高了掘进工作的安全性。在光爆锚喷支护技术的应用过程中,由于该技术应用了自动化技术,因此可以有效降低煤矿工人的作业强度,同时可以通过对爆破参数的计算,从而有效控制爆破的顺序和强度,使得爆破后的岩壁尽量光滑。

由于煤矿岩巷掘进技术属于井下作业,因此在该技术应用过程中,需要确定好爆破和起爆顺序,同时对爆破参数进行精确计算。在起爆顺序的确定过程中,需要以实际的井下掘进需求为依据,确定好爆破工作的主次顺序,一般情况下,应该先对掏槽眼进行爆破,而后是对辅助眼进行爆破,最后对周边眼进行爆破。在光爆锚喷支护技术的应用过程中,需要重视爆破工作各参数之间的影响,并且根据参数特性确定相应的适用区域和范围,在此过程中,需要避免经验主义,而应该通过实际的数据分析确定合适的参数。
        2.3传输掘进工作面信息技术及监控技术
        在煤矿开采的过程中,煤矿井下的环境较为恶劣,并且不稳定因素较多,因此在岩巷掘进的过程中需要加强对工作面的控制,从而保障传输工作的精确性,并且确保整个生产系统的生产信息、设备信息都能够进行集中控制,同时可以将所有的信息传入内部网络,从而保障岩巷掘进工作的各项信息能够得到充分利用。在煤矿企业生产的过程中,必须加强对安全措施的重视程度,同时利用安全监控系统,做好煤矿岩巷快速掘进工作的安全保障,以工作人员的人身安全和掘进设备的财产安全为安全保障工作的出发点,利用自动化的安全监控系统做好对煤矿生产以及煤矿井下环境的监控管理。
        3推动煤矿岩巷快速掘进自动化技术应用的措施
        3.1更新掘进设备
        很多矿井掘进设备的使用年限较长,设备的性能已经很难满足快速掘进施工的要求。因此,对于有条件的矿井,最好更换巷道的掘进设备。在更换掘进设备时,要考虑到煤矿企业的地质状况和生产巷道情况,一方面,要保证设备的适用性;另一方面,要保证设备运输的方便性。与此同时,应该根据现有的设备进行自主研发,提高设备的配套能力,从而提高煤矿的掘进速度。在更新掘进设备后,还应该优化掘进和支护施工工艺,使设备的整体性能充分发挥。此外,还应该学习和引进新技术、新方法,促进煤矿巷道掘进速度的提升,例如在施工过程中推行“喷、锚、喷”工艺等。
        3.2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。
        结束语
        随着我国经济的快速发展,我国对于煤炭的需求越来越大,因此企业需要在煤矿岩巷快速掘进工作中引入相应的自动化技术,从而提高岩巷掘进的效率,并且为后续的煤矿开采与生产提供效率保障。在自动化技术应用的过程中,企业需要加强对技术应用的投入和研发,同时加强对技术应用的管理,从而推动自动化技术在煤矿岩巷快速掘进工作中的应用。
        参考文献
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        [4]李浩文.煤矿岩巷快速掘进技术研究[J].当代化工研究,2019(07):63-64.
        [5]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.
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