煤矿岩巷快速掘进的自动化技术

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年9期   作者:张格强
[导读] 目前,煤炭资源仍是中国能源消费中的首要资源

         摘要:目前,煤炭资源仍是中国能源消费中的首要资源。由于煤炭资源已经开采多年,当前开采深度越来越大。此外,煤矿机械化程度越来越高,开采技术越来越先进,使得煤炭资源的开采速度越来越快。由此引发了一个问题——如何提高岩巷掘进速度。只有快速的掘进岩巷才能满足快速的煤炭资源开采。岩巷掘进是一项比较复杂的工艺,且岩巷掘进的影响因素很多,因此有必要对煤巷的快速掘进进行研究,从而为煤矿的安全快速生产提供服务。
         关键词:快速掘进技术;矿山开采;应用
         在科技发展推动下,矿山掘进开采的机械化与自动化水平显著提高,在掘进机的基础上逐渐发展成为综合掘进运输系统,包括掘进挖掘、矿体运输、岩巷支护、通风除尘等,在密切配合下,使得矿山掘进更加高效和连续,而且随着信息技术发展,矿山岩巷掘进效率还有较大提升空间。下面将就快速掘进技术应用予以详述。
1快速掘进自动化技术的应用要点
         目前,煤炭资源仍是中国能源消费中的首要资源。由于煤炭资源已经开采多年,当前开采深度越来越大。此外,煤矿机械化程度越来越高,开采技术越来越先进,使得煤炭资源的开采速度越来越快。由此引发了一个问题——如何提高岩巷掘进速度。只有快速的掘进岩巷才能满足快速的煤炭资源开采。岩巷掘进是一项比较复杂的工艺,且岩巷掘进的影响因素很多,因此有必要对煤巷的快速掘进进行研究,从而为煤矿的安全快速生产提供服务。在矿山掘进开采中,只有保证截割、支护、运输、通风等工序的紧密衔接,才能达到快速掘进的施工要求。
1.1掌握截割作业要点
         在矿山掘进作业流程中,截割是最为关键的环节,直接决定掘进开采效率的上限。通过持续循环进行截割作业,再辅以支护、运输等系统,完成矿山岩巷掘进开采。为实现快速掘进,对于截割距离有一定的要求,以1至1.2米为宜,这样可达到矿体循环截割的目的。还需掌握截割作业的流程,要求矿体的切割与顶板支护紧密衔接,循环往复以实现快速掘进的目的,同时,对于截割机械要采取必要维护措施,降低接卸损耗,避免掘进过程间断。
1.2综合运输实施要点
         施工组织管理是影响煤巷快速掘进至关重要的因素,如果没有好的施工组织管理,煤巷掘进就很容易出现事故。煤矿岩巷的快速掘进是在安全的前提下进行的,安全生产应该贯穿于岩巷施工的整个过程。施工组织管理具体体现在很多方面,例如掘进之前应该组织专家论证会论证掘进的可行性,进行地质勘查,制订防范措施,优化施工工艺等,为岩巷快速掘进做好准备。为使快速截割所产生的破碎矿体及时运出岩巷,应当重视综合运输系统的应用,若运输不及时,很难保证矿山掘进效率。综合运输系统的构成有两大部分:一是矿体收集系统,主要是利用耙爪装载机,将掘进机切割的矿体收集并运至岩巷运输设备上;二是中部运输系统,主要利用运输机将岩巷内掘进开采产生的矿体运出。而且两者要紧密衔接,实现掘、输有效耦合,才不会对矿山掘进开采整体效率带来不利影响。
1.3岩巷支护作业要点
         在矿山掘进安全保障体系中,支护技术有重要应用,通产采用锚杆支护技术,需要辅助以锚杆钻机设备,提高快速掘进中的岩巷支护效率。同时,还要注意锚杆间距的控制,提高网片搭接实用效果,以高质量的支护作业保障岩巷安全。此外,钻眼作业通常要求预先进行,实施超前支护,并保证液压支撑系统安全,提高支护系统整体稳定。


2矿山开采中快速掘进技术具体应用策略
2.1选择合适的掘进设备并合理运用
         通常来说,矿山岩巷掘进开采时的工作量较大,为了提高掘进效率,矿山企业应当选择合适掘进设备,要具备较高掘进功率及破岩能力,而且掘进开采设备操作应予以简化。在进行岩巷布局规划时,需要考虑设备功率等因素的影响,在合理分析的基础上对岩巷横断面的作业范围进行适当的调整,同时注意限制在进行回采时所需工作面的数量,有效克服原有开采方式的不足。在进行工程支护时优先选择快速掘进设备配套,同时采取锚杆支护有利于实现快速掘锚一体化的目的,岩巷掘进的工作效率得到有效提升。在选择掘进设备时,应当考虑矿山实际开采需求,并结合地形特点进行分析,提高掘进设备的适应性,减少不必要的成本投入。
2.2改进原有掘进技术工艺的不足之处
         煤巷快速掘进对煤矿的高效生产具有重要的意义,因此安全快速地实现煤巷掘进显得格外重要。提出了煤矿岩巷掘进速度提高的技术,其中,优化煤巷支护工艺和参数具有重要的作用。在选择掘进技术工艺时应当考虑地形特点、具体项目要求和矿区结构等因素的影响,差异仅的进刀方式在开采过程中比较常见,这种方式能够有效改善掘进效率并减少对设备的破坏,提高设备的使用寿命。比如说在进行矿山开采时发现其地质条件便于开采,此时应当选择中间进刀、四周片帮的掘进方式,能够大大提高开采效率。当涉及到工作面顶板时,应当选择粉刺分割的技术,将空顶时间控制在一个合理的范围之内,能够有效避免发生安全事故,减少人员伤亡;当涉及到片帮作业面时,在切割过程中应当从中间入手,同时为了减少安全隐患,在施工时优先选择刷帮法。在现场开采时一般需要进行快速掘进,在此过程中支护技术耗费了大量时间,导致实际快速掘进时间很少,严重影响了施工效率。因此施工单位需要对此引起重视,减少支护工艺所需时间,优化时间分配机制,做好辅助作业,保证支护安全,减少进行支护时对现场掘进作业施工的影响,保证按时完成快速掘进任务。
2.3整合运输系统
         运输系统对于快速掘进技术的应用至关重要,传统的矿山开采运输主要依靠绞车、扒装机等常见运输方式,但是在实际矿山掘进工程中,很难保证运输质量和安全,也不能满足快速掘进开采的需求。因此,在进行矿山快速掘进开采时一定要有相匹配的高效运输系统,改善原有运输方式的不足,提高掘进开采整体施工效率。考虑到工程实际需要,应当为快速掘进工作提供一个高效的运输系统,可以选择胶带运输机的方式,在保证快速掘进系统高效运行的同时,还大大降低了安全事故发生的概率。一般来说,胶带运输机系统的智能化和自动化水平很高,同时可操作性强,维护方便并且耗时少,在实际矿山掘进工程中,运输系统构造较为简单,有效降低矿山掘进施工及运输风险,是一种十分可靠的运输方式。
2.4强化岩巷支护技术管理
         在矿山快速掘进中,为确保岩巷安全并满足快速掘进要求,势必要重视岩巷支护技术的应用与管理,而且岩巷支护施工较为耗时,也是阻碍矿山掘进开采效率的重要因素。其中,锚杆支护技术较为常用,可较好的保证掘进中的岩巷安全,并能与岩巷掘进有效衔接,提高矿山掘进开采效率。同时,岩巷支护技术还有较大提升控制,在快速掘进技术应用中,也要注重支护工艺技术的改进与发展,加强支护技术的管理工作,并且在实际岩巷掘进作业开始之前,应进行必要的支护实验,对于发现的问题在实际掘进施工中加以预防,提高支护技术整体应用效果。
结束语
         综上所述,由于矿山掘进开采是一项复杂性工程,需要各工序有效衔接,才能实现快速掘进开采。为此,矿山开采企业应当切实掌握快速掘进技术要点,尤其是对于截割作业、综合运输以及岩巷支护等,同时还要合理选择掘进设备,逐步改进现有掘进技术工艺,提高矿山掘进整体效率。
参考文献
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