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煤矿大断面巷道快速掘进技术质量研究

发表时间：2020/12/21 来源：《基层建设》2020年第24期作者：宁太勇

[导读] 摘要：在煤炭开采中，巷道掘进的效率关系着煤炭整体效益，对于巷道快速掘进有较高需求，因而得到煤炭企业重视，然而受煤炭地质、掘进设备、工艺等因素影响，使得掘进效率提升受到较大阻碍，甚至影响巷道安全，因此要加强煤炭巷道掘进设备及技术的投入与管理。

        永城煤电控股集团有限公司新桥煤矿
        摘要：在煤炭开采中，巷道掘进的效率关系着煤炭整体效益，对于巷道快速掘进有较高需求，因而得到煤炭企业重视，然而受煤炭地质、掘进设备、工艺等因素影响，使得掘进效率提升受到较大阻碍，甚至影响巷道安全，因此要加强煤炭巷道掘进设备及技术的投入与管理。在实际巷道掘进工程中，需严格排查各类不利因素，并制定巷道快速掘进保障措施，确保煤炭开采整体进度及效益。
        关键词：巷道掘进；技术分析；大断面；设备
        引言
        随着现代开采技术的发展，煤矿开采的效率逐步提高，煤矿巷道的掘进效率同样也需要不断地提高。如果工作面的回采速度快于巷道的掘进速度，就会导致开采过程中出现采掘接替不连贯的问题。采掘接替的不连贯会大大影响煤炭的回采效率和矿井的经济效益，同样，巷道支护的质量也会直接影响矿井的安全生产和巷道的维修成本，因此，提高煤矿巷道掘进的效率及质量十分重要。
        1巷道掘进中支护工艺研究意义
        国家对煤矿的开采和生产有严格的制度规范，支护工作关系到工人们的生命安全，因此在生产过程之中必须做到以下几个方面：工人在作业过程之中对掘进机的移动要遵循相应的规律，在移动之前也要对煤矿巷道的顶板与围岩进行适当加固，以便工程运行的平稳度得到极大提升。开采过程之中的顶板与委员失去了平稳性能，就会使得支护设备与决定设备的工作不能建立连接，进而影响工作的效率。企业可以从提高设备性能，加强设备安全方面对原有的支护作业工艺进行升级和改进，目前国家在支护技术上的发展应用已经有了一定程度的进步，煤炭开采的时间与过去相比已经有了极大的缩短，掘进机挖掘的速度便得到了飞速的提升，煤矿顶板暴露在空气的时间也随之降低，工人的生产安全进一步获得了保证。煤炭巷道掘进的支护工艺研究让我国煤炭企业在未来的发展之中获得了前进动力，此外支护工艺的进步不但填补了我国煤矿企业在该领域的空白，而且技术的应用让煤矿开采的质量，效率和安全性都有了明显的提升。
        2影响巷道掘进效率的因素
        2.1煤炭地质构造因素
        在煤炭地质中有较多的断层、褶皱等复杂构造，而且具有不同的围岩硬度、褶区构造、顶底板稳定性等特点，使得巷道掘进面临较高难度，在复杂地质条件下，很难保证巷道掘进效率。良好的煤炭地质条件，可为快速掘进提供有利条件。在实际煤炭巷道工程中，对于不同的位置、类型的构造，不仅影响掘进的效率，而且受地质环境内瓦斯分布及聚集效应影响，使得巷道掘进面临着安全问题，而为处理好瓦斯问题，还需采取抽采措施，增大巷道掘进投入及工程复杂性。而在张性断层并且是翼状褶皱地质结构中，不益于瓦斯的集聚。复杂煤炭地质条件下，会增大瓦斯问题发生几率，对掘进施工设备及人员带来较大风险，使得煤炭生产不能有效衔接，存在较大掘进难度。
        2.2隧道设备
        挖掘时，各种机械设备起着非常重要的作用。先进的设备有助于实现快速，安全的挖掘，但与西方发达国家相比，中国的挖掘设备之间仍存在很大差距。在重型掘进设备领域，自动化程度低和国产设备可靠性差严重影响了快速掘进的实现，主要体现在设备的故障率上高导致启动率低，岩石切割速度慢和严重的工具磨损。掘进设备的整体性是落后的，难以保证掘进与支护的匹配运行，严重制约了掘进速度的进一步加快。
        3煤矿巷道快速掘进中的支护工艺
        3.1临时支护工艺
        对于我国的煤矿巷道支护工艺，企业可以从临时支护考虑，提升整体工程的支护性能。临时支护简单来说就是运用一定的支柱保证煤矿的安全性，工作人员进行支护作业的过程中，首先要对整体的煤矿巷道进行探测，如果巷道围岩与顶板之间的结构不坚固，那么在采用支柱技术时要预先对知乎构建的功能和构造进行分析，最大程度的让支护构件在煤矿的顶板围岩中发挥平衡。除此之外，国家还可以将我国的煤矿巷道掘进支护技术进行系统化的研究和发展，特别是对于支护柱，支护设施以及巷道的围岩顶板之间的位置设置进行有效分析。科学的计算对支护性能的发挥具有高度作用。

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因此工人在安装之后装置的过程之中，首先要创建力学分析模型对煤矿巷道深层处的受力状况进行深度了解，并根据受力的实际设置支护装置。
        3.2永久支护工艺分析
        在对煤矿巷道进行掘进时，采用的永久支护技术拥有效果更好的支护性能，可以高效协助维护施工者和煤炭采掘活动的安全度。针对其实施优化和完善，必须由以下几方面着手：第一，材料方面，必须选取强度和硬度较高的锚杆、锚网以及锚索材料，帮助永久支护可以达到巷道围岩和顶板长久的应力负荷。第二，结构方面，必须综合巷道的具体状态，经过创建受力来对模型进行探析，选取更为合理的永久支护模式，进而实现更优质的支撑保护效果。
        4巷道快速掘进技术的优化
        4.1优化设备配置
        在巷道掘进的工作过程中具有较大的工程量，因此需要选用现代化的机械设备进行有效推进。在这些现代化机械设备的使用过程中，应充分注意以下两个方面：一是选择合适的机械设备。在具体的挑选过程中，要充分结合具体的施工环境，包括比如相应的地质条件、岩石条件以及一些环境情况等，结合多项参数，科学合理地挑选合适的机械设备，比如，轻型的掘进设备比较适用于硬度较低、裂痕较少的岩石，这样能有效提高巷道掘进工作的效率。二是选择合适的锚杆钻机。在这个过程中应充分结合巷道实际的施工氛围，比如采用液压凿岩机或者凿岩台车处理具有顶板情况不理想问题的巷道，这个选择一方面有利于环境的保护，另一方面有利于巷道掘进工作的开展。
        4.2加强煤矿地质勘查
        煤矿的地质条件直接影响到隧道施工。采用先进的探测技术来探索煤层的地质结构并获得第一手的地质资料是非常必要的。在获得地质数据后，还应分析地质数据以提出最佳的隧道施工计划。煤矿的采掘施工应尽量避开某些地质构造复杂的地区。对于某些不可避免的地质构造，应采取相应的预防措施。为了确保地质勘探的有效性，应根据矿山的实际情况和现有条件选择适当的方法，例如钻探方法和地球物理方法。钻探钻井方法具有极强的适用性，但其勘探效果取决于井眼的数量和深度。其缺点是成本较高，速度较慢；地球物理勘探速度快，获得的数据量大，是理想的煤矿。
        4.3优化支护工艺和方法
        影响煤矿巷道掘进质量和效率的因素有许多，这与煤矿生产本身的特点有关。煤矿生产工作往往涉及多项内容，企业如果想要提升整体的开采质量和开采效率，就必须综合性，系统性的加强施工技术。不管是支护技术还是施工过程中所采用的机器设备，对煤矿开采都有较为严重的影响能力，国家对深部的煤炭资源开采往往伴随着较高的风险隐患和开采难度，企业只有加强各项技术的应用才能保证施工的安全性和效率性。管理人员对整体开采过程进行严格监督，数据记录人员要实时的测量、观察相应的绝境数据，确保煤炭开采过程顺利进行。
        结束语
        在煤矿开采过程中，巷道掘进是基础工作，巷道掘进的效率及质量对开采速度具有直接的影响。有效提高巷道的掘进速度及保证巷道掘进质量十分重要。针对不同的煤层地质条件选用不同的快速掘进系统，对于提高掘进速度及保证掘进质量具有重要的保障作用，适当改进掘进工艺同样是提高掘进效率及质量的有效措施。
        参考文献
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