周亚铭
一平浪煤矿 云南省楚雄州禄丰县 651217
摘要:我国的煤炭资源以地下开采为主,随着煤炭去产能力度加大,单井产能逐步提高,煤矿掘进速度影响矿井持续安全发展,煤矿巷道掘进受多方面影响,这要求我们对掘进工作的相关因素进行研究,并找到有效的方法,以保证其掘进的效率和安全,本文对巷道掘进工艺进行了简单阐述,并从地质、掘进工艺、施工管理三方面对煤矿巷道掘进的影响因素进行了分析,进而针对性的提出了相关措施。
关键词:掘进工艺;煤矿巷道;支护技术;煤矿开采;勘探技术;地质条件
一、巷道掘进工艺概述
目前,中国西南边陲片区煤矿巷道掘进工艺经过一定时期发展,逐步从炮掘转变为综掘,近期煤矿转型升级综掘成为必备条件之一。炮掘工序相对复杂,不可控因素多,对顶板破坏较大,出矸影响时间较长,但适用不同地质条件;综掘巷道成形规整,对顶板破坏性较小,掘进的同时出煤矸同步,掘进速度快,缺点是对于大倾角上山巷道掘进不适应,遇到落差10m以上断层丢煤多,这两种工艺在不同地质条件下灵活选择,能提高掘进效率,但也受其他因素影响,为此研究对应的措施是提高巷道掘进速度的重点之一。
二、煤矿巷道掘进的影响因素
(一)地质方面的因素
煤矿巷道掘进是在地下进行的,所以地质条件必然会对掘进工作造成一定影响。如地质的结构、岩层组、岩层硬度以及稳定度等都会对巷道掘进造成影响。如在较好的区域地质条件下,各方面地质因素都利于掘进工作开展,则掘进效率必然高,反之,如果煤矿区域岩层褶皱、节理复杂,则可能在掘进过程中引发一些不可预测的安全问题,不但影响掘进速度,更会对人身安全带来巨大隐患。所以地质方面因素是影响巷道掘进速度之一。
(二)掘进工艺方面的因素
煤矿巷道根据地质条件选择不同的工艺,所以掘进工艺本身也会对掘进产生不同程度影响;炮掘工艺从打眼、装药、放炮、临时支护、处矸、永久支护组成,可平行作业工序较少,单个工序耗时较长,需配置打眼设备、转载设备、装载设备、支护设备;综掘工艺从切割、出煤矸、机载临时支护、永久支护,切割的同时进行出矸,平行作业提高工作效率,综掘工艺掘进速度快,需配置综掘机、转载设备、支护设备;两种工艺都会受到巷道长度、地质条件的的不同设计相对应的巷道,根据巷道设计选择装备不同的设备,设备选择不符合巷道设计要求、设备自身故障都会影响巷道掘进速度。
(三)施工管理方面的因素
煤矿掘进除具体的掘进施工外,对于掘进工作的整体施工管理也是十分关键的。如人员的组织安排、施工规程的编制、掘进施工的管理与控制等,都是施工管理方面有可能对掘进工作效率产生影响的具体因素。如一些煤矿企业在巷道掘进方面只注重巷道进尺,而忽视对掘进施工的科学管理,使得掘进施工过程混乱,不但影响掘进效率,还会引发一定的安全隐患,从而对掘进工作造成更大影响。
三、煤矿巷道掘进的影响因素应对方法
(一)提升勘探水平,做好勘探工作
针对地质条件方面对巷道掘进所带来的影响,应该通过提升勘探能力在前期做好勘探工作来予以因对。例如现阶段煤矿勘探我国煤矿勘探中所采用的三维地震综合勘探技术就能够完成对复杂地质结构的准确勘探。但要做到这一点,实践中还需要将地质钻探与三维地震勘探结合使用。
此外,其勘探的重点应该放在无煤区、落差断层、30m以上的陷落柱等方面,确保对这些内容的准确探测,同时这些超前勘探的结果能够为掘进过程中预防误揭煤、误透水、瓦斯突出等事故等起到积极作用,从而为后续掘进做好施工安排做好铺垫,此外,在地质勘探方面,一些其他先进技术也可以加以应用,如超声波勘探技术等;煤矿区域每循环利用地质钻孔和物探相结合的方式来判断前方掘进地质情况,遇到地质变化提前采取有效的措施,避免无效巷道掘进,加快有效巷道掘进速度。这就需要煤矿勘探领域不断对勘探技术进行创新,以不断提升勘探水平,做好勘探工作。
(二)优化巷道掘进的关键技术措施
巷道掘进关键技术的优化是降低施工工艺对巷道掘进影响的,促进掘进效率提升的有效方法。这其中涉及到破岩工序的完善、支护策略的改进以及运输设备的优化。
在破岩方面:炮掘工艺根据煤岩的硬度合理设计打眼角度、间距、装药量,炮设计中掏槽眼的布置直接影响巷道爆破效果,煤岩较软巷道选择直眼掏槽,同时加密炮眼,减少装药量,煤岩较硬巷道选择斜眼掏槽,合理布置炮眼,加大装药量;综掘工艺根据煤岩的硬度合理选择切割工序,对于煤岩较软、顶板破碎巷道选用从顶向底切割,在顶部第一刀切割完成的同时,将机载临时支护移到空顶支护顶板,煤岩较硬巷道综掘机切割进度慢时,可提前采用放震动炮的方式来人为增加巷道切割部分裂隙,提高综掘机掘进速度。此外,针对办煤岩巷,通常需要按照先煤层后岩层的顺序、先软后硬的顺序进行切割。
在支护策略方面,不同的巷道情况所采取的策略也是不同的,这就需要具体问题具体分析。例如岩巷掘进施工中可以采取锚喷的支护方式。再比如这对较大厚度的煤层进行掘进,应以锚网索喷方式进行支护。此外,在进行支护时,支护构件的排布、间距的确定等也是需要进行优化的,这就需要再在实践中进行深入研究。
在运输设备方面,巷道在布置时尽可能布置直线巷道,安装胶带输送机,减少运输设备数量,除掘进工作面二运设备外,其他运输设备全部采用摄像头加远程集控的方式,减少设备开停机时间的影响,由地面调度室统一调配,在设备运行过程中安排人员专门在现场来回巡视,检查胶带输送机运转情况,发现问题及时联系进行处理,同时在掘进工作面支护时检修人员对运输设备全面进行检修维护,减少设备故障率,运输设备正常对提高掘进速度也是重要因素之一。
(三)完善掘进组织管理
煤矿掘进的组织管理是一项系统性工作。首先,要制定规范的劳动制度。煤矿掘进应该合理安排工作制度,如“四六”工作制或“三八” 工作制,确保掘进施工班次之间的科学衔接。同时,要规范巷道掘进过程中的测量工作,避免因测量工作不到位造成的巷道返工现象。此外,要建立起专门的人员培训机制,做好掘进人员的教育培训和考核,从而确保掘进人员都能够掌握扎实的掘进工艺技术能力和严谨的工作态度。在人员管理上,则需要进一步制定出具体的奖惩机制,以对施工人员实施有效的监督和约束。
四、结语
综上所述,煤矿巷道掘进中各种影响因素的有效控制需要煤矿企业在工作中充分做好前期地质勘探工作,提升勘探水平,同时不断对掘进的关键技术进行优化,并完善掘进工作的组织管理,以切实提升煤矿巷掘进水平,保障掘进过程的安全性。
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