我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望综述

发表时间:2020/11/9   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:魏庆伟
[导读] 摘要: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。
        鹤壁煤电股份有限公司第八煤矿  河南鹤壁  458030
        摘要: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。虽然煤巷的快速掘进问题已经解决,但是,岩巷的快速掘进是难点。对此,本文主要探讨了目前大多数企业采用的快速掘进技术,分析了目前该技术发展现状和应用,希望对我国煤矿岩巷的开采有所帮助,促进煤炭开采效率和质量的不断提高。
        关键词:煤矿岩巷;快速掘进技术;探讨;应用
        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。对于岩巷的掘进,多采用钻爆法和综合机械化掘进法,这两种方法有其各自的适用范围。由于钻爆法的原理相对简单,技术难度低,因此,本文重点分析机械化掘进方法,并提出一些实现岩巷快速掘进的方法。
        一、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。
        二、煤矿岩巷快速掘进技术发展现状
        目前,机械化已经在各领域得到了广泛的运用,煤矿快速掘进技术也逐渐走向机械化,在提高煤矿开采效率方面发挥着重要作用。传统的煤矿掘进技术是采用手工方式进行开采的,随着机械化技术的应用,大功率掘进机、半煤岩掘进机等设备在煤矿开采中发挥着重要作用。同时随着信息技术的发展,煤矿掘进技术也逐渐实现通讯化和集控化,对整个煤矿掘进作业的发展有着重要的促进作用。煤矿开采技术的危险系数较高,如果存在安全隐患会对生命安全造成巨大威胁,近年来人们的安全意识逐渐提高,推动了支护技术的普及,在工作时会运用有效的保护措施来提升掘进过程的安全性,为工作人员的生命安全提供了保障。在煤矿岩巷掘进的过程中,通常会采用支护技术,该技术的普及对煤矿掘进作用安全性的提高有很大的帮助,同时支护技术也在不断发展,煤巷锚网支护技术在煤矿快速掘进技术的应用过程中取得了良好效果。矿井开采工作条件较为严苛和复杂,随着该项作业的规模不断扩大,岩巷和半岩巷的数量逐渐增加,工作人员只有不断加强煤矿岩巷快速掘进技术的研究,促进该项技术的不断发展,才能为煤矿开采的效率和质量提供保障。但从目前的实际情况来看,虽然我国科学技术取得了很大的发展,但快速掘进技术的进步并不明显,只有相关人员提高对该技术的重视程度,不断地提高该技术的应用效果,才能满足目前社会对煤炭资源的需求。


        三、煤矿岩巷快速掘进技术的应用
        1.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。
        2.气腿式凿岩机岩巷掘进
        液压钻车的购置成本较高,而且对地质条件的适应性很差。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 30~40 m 3 /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。
        3.煤矿支护技术
        在煤矿开采过程中,为了确保安全,开采工作需要依据计划、按照设计好的顺序来组织实施的。由于煤矿岩巷快速掘进技术的快速发展,煤矿支护技术也同步实现了发展,比如当前煤矿开采中应用的锚杆桁架技术,应用于煤矿支护效果较好。这项技术主要由钢杆和涨壳式锚杆组成锚杆桁架,这类支护技术当前已被广泛应用于煤矿的岩巷快速掘进中,并且取得了较好的效果。新型的煤矿支护技术可以保证煤矿岩巷快速掘进开采的安全,控制安全事故,也有利于提高矿产企业的经济效益。
        4.综掘法和钻爆法
        在目前快速掘进技术应用的过程中,综掘法和钻爆法是最常使用的两种方法。综掘法的应用需要一定的条件,并不能适用于各种环境,同时使用该方法需要配备较大的设备,在应用过程中需要综合考虑各种地理因素。钻爆法的应用存在一定的安全隐患,开采效率较低,但该方法对地质条件没有特殊的要求,设备工作人员也十分容易上手,只需设定好数据就可以进行开采工作。选择综掘法需要应用到综掘机,该设备的应用能够提高掘进的效率。在实际过程中,可以通过采用恰当的方法提高综掘机的施工技术水平。首先需要利用现代化的测控计量技术,实现综掘机的自动化控制,同时在施工过程中,尽可能地选择高性能的综掘机,加强设备的使用强度,保证煤矿岩巷开采和掘进工作的有效进行。其次,在进行煤矿生产的过程中,合理应用现代化的连续采煤系统,例如铲车、锚杆打眼机器等施工产业链的连续采煤系统,在煤矿岩巷掘进时,可以选用掘锚机组,该设备能够促进综掘机快速掘进技术的突破,进而加快掘进过程。最后需要改善运输的方式,提高综掘机的配套利用能力,通过液压系统、运输机等系统的高效配合,促进综掘机掘进效率和质量的不断提升。
        结语
        随着煤矿开采强度的增加,采掘接替紧张问题已经成为限制煤炭产量进一步提升的关键。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。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]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.
        [2]邵朱军.煤矿掘进工作面自动化技术研究探索[J].科技创新导报,2017,14(19):30-31.
        [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.
        [4]张业.煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用[J].中国新技术新产品,2018(23):76-77.
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