摘要:本文对煤巷常见快速掘进技术进行探讨,并逐一分析其工作原理、应用局限及发展前景,最后研究探讨了影响煤巷快速掘进的制约因素,并提出针对性解决措施。
关键词:煤矿;快速挖掘技术;
一、煤巷快速掘进技术发展现状
(一)连续掘进机与独立锚杆钻车配套进行多巷掘进
在此工艺中,掘进作业主要靠掘进机完成,支护作业主要由锚杆钻车完成,两者不断交替施工掘进巷道。在实施掘进作业时, 掘进机把初始巷道掘进任务完成后,为使掘进机连续作用,掘进机需向下一巷道转移继续掘进,这时,所用锚杆钻车应进入初始巷道实施支护。由于该工艺需掘进机与锚杆钻车交替施工,因此存在一定局限性:①掘进巷道应为多巷道;②需在巷道间反复调动掘进机,必然会影响掘进机实际工作效率;③掘进机截深以及支护顶板稳定性两者都会限制此工艺,该工艺适用面窄;④巷道多,需投资成本高,难度较大。
(二)掘锚机组掘进工艺
将掘进机与锚杆钻机组装成一体,组成掘锚机组,这样,仅用一台设备就能独立完成采掘工作。该工艺实现了掘进和支护的一体化,可以单巷连续快速掘进,加上落煤、装煤及支护的同时推进,较大提高了掘进速度。但这种工艺也有其局限性:①机组结构复杂、组装困难、程序繁琐、价格昂贵;②机组隔振效果差,对于较硬煤层,当落煤产生较大振动时,其锚杆钻机的支护效果将受到较大影响;③掘进时顶板与上层煤岩之间要保持1.6m~ 2m的距离,因此,该工艺对顶板的稳定性提出了更高的要求。
(三)大断面煤巷下连续掘进机的高效掘进
在掘进大断面煤巷时,应用最多的掘进技术为连续掘进机快速掘进。由于连续掘进机可实现自身独立采掘、装载煤炭,并且可同时推进掘进作业与支护作业,其实际掘进效率与其他掘进方式相比相对较高,借助它可有效提高煤巷综掘能力。在掘进巷道的过程中,钻车与掘进机可交错施工,当利用掘进机采掘与装运煤炭时,可用钻车来支护回风巷中的巷道顶板;当掘进机进行完一次采掘后,应让钻车与掘进机行位置互换,使两者平行施工。应用该技术采煤岩必须满足相关要求,并且所掘进工作面应为多巷道。
二、挖掘技术管理
(一)安全生产责任管理
安全生产责任将安全管理和生产管理同时落实,各级的负责人员和管理人员在其岗位上都应当对安全问题进行明确的制度化管理。钻井施工的安全负责制度要将“责任”二字着重突出,根据相关责任制定一系列的安全生产策略以及相关的安全生产指标,对安全问题有预防意识并采取一定的保护措施,对存在安全隐患的环节应当严格改正,出现安全问题应当严肃处理,必须把安全意识重视起来。钻井队长一般是全队的安全负责第一人,对全队的安全问题和生产进度负责,同时也承担着安全管理和现场监督的工作。钻井队长在施工过程中,要有责任心,不能只把安全问题挂在嘴边,落实到具体的安全项目管理中,组织安全管理团队,以专门的职能部门来落实安全责任制度,比如每个工作分队都设置安全员,针对自身的工作特点制定安全生产制度,从每个工作环节入手,明确安全责任。
(二)安全教育和安全检查
安全事故的发生,可能因为客观原因,也可能因为认为操作不当或不安全状态没有及时得到解决,显然前者不可预知,但是也应当予以考虑,比如恶劣天气等,未雨绸缪尽可能减少意外损害。而后者是主要的事故产生源,不规范操作、误操作、不安全状态处理不及时等等。为了避免这一问题,要对作业人员进行专门的安全意识教育,强调安全技能,普及安全生产常识,减少人为失误。安全教育主要是对员工的工作进行安全控制,所以需要市场开展,当然也要因人而异,因工种而异,安全教育过程必须严肃讲究效果,不能只是浮于理论,在实际工作中展开安全评比,或者通过安全榜样的力量来进行安全教育。
(三)加强施工现场的安全管理?
施工企业积极的做好对施工现场的安全管理工作具有重要意义,在这一过程当中,首先应禁止出现吸烟等行为,并禁止动用明火。在钻井的过程当中,容易出现各种安全事故,比如:卷扬鋼丝绳伤人、钻机操作不当塔架倒坍伤人、钻杆及钻头提升或下落时避免伤人,安装井壁管的危险,野外用火用电。与此同时,在施工现场内设置紧急集合点,所有施工人员在钻井之前,必须要做好自我检查工作,检查是否佩戴安全帽,是否穿戴劳保用品,同时要最大限度的确保佩戴、穿戴的安全防护用品符合进入施工现场的HSE要求。除此之外,要切实提高安全环保监管人员的综合素质,在监管的过程当中,如果发现存在不规范施工、违规施工等一系列的现象,应及时的进行制止,并及时的排除安全隐患,确保施工的安全有序进行。?
(四)提高技术应用
必须改变传统的单纯提高支护刚度的思想,支护结构及强度应与加固围岩、提高围岩自承能力相结合,与围岩变形及强度相匹配,实践证明,单纯提高支护刚度的方法是难以奏效的;必须采取卸压、加固与支护相结合的方法,统筹考虑、合理安排,对高应力区,要卸得充分,对大变形区,要让得适度,对松散破碎区,要注意整体加固,对巷道围岩整体要支护住;进行围岩变形量测,准确地掌握围岩变形的活动状态,根据量测结果进行反馈,以确定二次支护结构的参数,确定补强时间,再次支护时间和封底时间。树立综合治理、联合支护、长期监控的支护思想体系。
三、提高技术应用
1.项目管理工作
分析挖掘技术文件中的编制内容,主要如下:(1)总体项目施工组织步骤与规划设计。(2)主要项目施工方案与技术措施。(3)工程工期保证体系与措施、质量管理体系与保证措施。(4)安全生产管理体系、环境保护和水土保护保证体系与相关保证措施。(5)文明施工与文物保护方面的保证体系与相关保护措施。(6)煤矿软岩巷道支护项目风险预测和科学防范,预制施工应急方案。(7)其他事项说明(8)附表。
2.勘察设计院主要是技术标
充分了解业主挖掘起终点,沿途必须经过的地市,了解经济数据,然后进行方案设计,设计多条可比方案,从技术、经济、发展进行各方面比较,同时对方案的工程情况,投资估算,结合业主的意图,主推一个可行性方案,确保工程可行性,经济性优良。
3.不断优化施工方法与施工工艺
多年来煤矿安全生产的实践证明:每一个煤炭企业仅靠较为完善的“常规”的施工工艺是不能提高掘进速度的,煤矿企业只有依据自身矿区的实际状况,大力运用科学技术不断创新改革,逐步优化施工方法与施工工艺,才能更好的推进巷道的掘进速度,譬如中深孔爆破,深孔爆破等相关技术的创新,大力推行岩巷“喷、锚、喷”施工工艺等措施优化施工。
四、结语
相比于煤矿硬岩巷道支护,煤矿软岩巷道掘进支护难度明显更高,由此对煤矿相关施工提出了尤为严苛的要求。煤矿软岩巷道是煤矿生产开采中时常要面对的一大重要问题。因煤矿软岩巷道所处地质环境十分复杂,其掘进支护技术很大程度上影响着煤矿生产开采的顺利进行。随着近年来煤矿开采深度的不断加深,煤矿软岩巷道亦越来越多。现阶段,因煤矿软岩巷道掘进支护不利使众多煤矿企业遭受了极大的人身财产损失,导致煤矿生产开采面临无法发展的困境。由此可见,对煤矿软岩巷道掘进支护技术开展研究,有着十分重要的现实意义。
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