半煤岩巷道快速掘进与支护技术的实践应用

发表时间:2021/1/4   来源:《科学与技术》2020年9月第26期   作者:贾世钊
[导读] 为了使得半煤岩巷道掘进的速度越来越快,巷道掘进过程中能够实现采掘接替,需要对影响快速掘进的因素进行分析

        贾世钊
        陕西陕煤黄陵矿业有限责任公司一号煤矿  陕西延安 727307
        摘要:为了使得半煤岩巷道掘进的速度越来越快,巷道掘进过程中能够实现采掘接替,需要对影响快速掘进的因素进行分析,影响巷道快速掘进的因素主要包括了掘进支护失调、施工队伍的综合能力无法满足、掘进的施工工艺等等,通过对影响巷道掘进以及支护的技术进行分析,为后续巷道的快速挖掘提供参考。
关键词:巷道支护;快速掘进;半煤岩巷道
一、对巷道快速掘进产生影响的因素分析
        1.1巷道的掘进与支护没有很好的协调
        对巷道的支护和掘进没有很好的协调是影响巷道掘进的主要因素,在确保巷道工作面安全的基础下,可以首先将安装顶板锚索放置在巷道掘进机的后方,使得能够与航道掘进机保持同步工作,使得掘进支护能够保持协调。当遇到巷道顶板条件相对较好的时候,可以一定条件下增加锚杆、锚索的间距,或者是在不对锚固质量产生影响的前提下,可适当减少合成树脂锚固剂的使用量,使得凝固的时间得以缩短。
        1.2施工组织管理较为混乱
        由于深入到矿井中作业的工作人员的生产管理制度不完善,使得工作时间搭配出现了一定的不合理。存在着部分工作人员对机械设备出现故障以后无法第一时间处理或者是无法熟练的使用设备,这使得矿井中很多工作人员往往在等待设备的有效运转,这使得巷道掘进往往会产生一定的人员闲置。
        1.3掘进巷道的施工工艺
        由于巷道掘进的速度还与作业能否保持平行有关,传统的掘进工艺往往无法使得巷道成型,工作人员在对巷道进行临时支护或者是永久支护的时候,有着较大的困难。如果工作人员在进行巷道掘进的时候,能够提前做好巷道准备工作,这能够使得对巷道的支护维护费用不断的减少。
        1.4掘进巷道设备的相关配套设备
        传统的巷道支护、设备运输以及装岩等机械设备的机械化程度相对较低,这使得巷道的掘进速度往往会受到一定的影响,各个部门之前的工作往往也无法很好地衔接,所以导致巷道掘进的速度受到了一定的影响。为了确保煤矿井中的各个设备都能持续工作,应当确保选择符合现场实际情况的掘进机,使得巷道的掘进效率得以不断的提高。存在着煤矿井的掘进工艺的差别以及各个地方的地质条件存在着较大的差异,这使得现场的施工应当是选择符合实际情况的机械设备。
二、快速掘进技术优化的具体措施
        2.1掘进设备优化的分析
        当前采用连续采煤机联合锚杆钻机掘进机主要是适用于两巷及多巷同时掘进,并且适用于顶部或者是条件较好的巷道,所以不适用于地质条件复杂的巷道掘进。掘锚联合机组能够掘进、支、装三项功能于一体,能够直接提高现场的掘进效率与安全性能,适用于地质条件较为复杂的现场,但是要求巷道的底板地质较硬,并且巷道较长。在巷道掘进设备以及地质条件确定的前提下,现场巷道管理施工的水平能直接影响巷道掘进的进度,矿井中作业的工人工作积极性会受到现场管理的影响,施工循环作业安排是否合理也会使得工作人员的积极性受到影响,交接班制度不完善也会使得现场的掘进速度受到影响,这些现场的管理都会对巷道掘进的进度产生直接的影响。由于矿井下有着较为复杂的地质条件,往往难以找到合适的力学模型与支护模型确保实际的支护受力相互吻合,所以在实际的巷道支撑过程中需要结合实际的情况优化支护参数,所以支护参数的选择会只实际支护成本的增加或者是巷道掘进的速度,如果没有做好支护,则会对巷道的安全产生一定的影响,所以支护参数的确定是一个非常重要的工作。


        2.2对掘进设备成套装置不断优化
        在矿井中掘进设备成套装置的掘进技术、各个作业之间的工序衔接、设备作业的参数进行相应的调整和合适的设备进行选型,在确保矿井中运输、岩石装载和掘进有效协调的前提下,能够有效的减少各个工作之间的时间浪费,从而使得工作人员能够投入更多时间到巷道掘进中,提高巷道掘进的效率。
        2.3不断对巷道作业的掘进施工工艺进行优化
        在实际的巷道作业过程中,在确保安全施工的前提下,应当是最大程度上使得工作量得以不断的提升,降低巷道作业的成本,提高单位作业的劳动作业效率与劳动量。在进行巷道作业支护的时候,还可以进行对维护作业、电缆延长作业、机电检修作业等,这使得现场的作业效率得以不断的提高。由于锚网索对巷道进行支护能够有效的保障作业工人的作业安全,使得巷道掘进的质量得以不断的提升,如何处理锚网索巷道支护的衔接是非常重要的问题。施工工人在实际的作业过程中,可以结合巷道掘进的进度与现场情况,制定出循环作业制度,能够实现对现有的巷道进行检修,在第一时间发现所出现的问题,一旦出现问题,可以在第一时间进行补打锚索和锚杆。
        2.4巷道作业的中深孔光面爆破技术分析
        在使用深孔光面爆破技术的时候,往往会按照炮眼的深度将爆破方法分为1.8米以下的浅孔爆破、1.8米-2.5米之间的属于中深孔爆破,2.6米-4米的属于深孔爆破,大于4米的属于超深孔爆破。随着当前我国巷道掘进的技术不断发展,这使得大功率的凿岩设备正在不断的出现,这为深孔爆破提供了较好的作业条件。当前实际作业过程中,中深孔爆破正在不断的取代浅孔爆破,在巷道掘进过程中,通过使用中深孔爆破技术,使得巷道的掘进有着很大的促进。
        2.5巷道作业的锚喷支护技术分析
        通过采用强度较高、预紧力较高和大间排距新型锚杆支护系统运用到实际的巷道作业过程中,能够使得巷道中每米的锚杆数量不断的减少,也能够减少施工工人在实际作业过程中铺设锚杆的时间,还能够有效的提高锚杆的支护效果。通过减少巷道中的锚杆数量,能够有效的减少了工作人员对锚杆装配的钻孔时间,这能够大大提高现场作业的有效性。
三、巷道快速掘进支护方案
        3.1巷道中的临时支护分析
        掘进机在切割岩石作业以后,会使用超过三米的钩钎去掉掘进过程中所出现的危岩活矸,然后再进行打锚杆挂网作业,选择能够承载钢网的支柱作为临时支护,所支护的区域与掘进面的间隔应当小于七米。临时支护应当是随着巷道的前进而移动,一旦出现巷道作业过程中有破碎程度很大的岩石,应当是使用超前锚杆对岩石进行支护,工作人员应当注意避免空顶作业。
        3.2巷道中的永久支护分析
        巷道中的永久支护作业应当是选择锚网和锚网索共同进行支护,支护作业的锚杆选择直径为2厘米、长度为2米的树脂锚杆,并且铺设的距离为0.8米*0.8米。托盘的承载力应当大于等于锚索的极值。锚索在铺设的间距为3.2米*2.4米,在遭遇到破碎的围岩的铺设间距为1.6米*2.4米。锚杆和锚索所承受的预紧力应当大于40千牛和100千牛,并定期对锚杆和锚索的受力情况进行分析。
四、结语
        巷道的快速掘进是确保对矿井有效采掘的基础,在巷道快速掘进的过程中,也应当确保支护科学。矿井管理人员应当集中技术力量,结合矿井的实际情况,制定出符合巷道快速掘进的支护方案,实现矿井巷道掘进和支护有效配合的方案,确保矿井能够持续高效开采。
参考文献:
[1]闫振东.大断面煤巷支护技术试验研究及新型锚杆机研发应用[D].中国矿业大学(北京),2010.
[2]马睿.巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制[D].中国矿业大学,2016.
[3]杨壮.大断面煤巷综掘锚杆支护快速掘进关键技术研究[D].安徽理工大学,2008.

作者简介:贾世钊(1990.7.10—),男;陕西西安;汉族;本科学历;工程师:职务:技术副队长;单位陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿掘进四队?
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