煤矿井下快速掘进技术的应用研究

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:马寒冰 毛晓东
[导读] 摘要:近年来,综合国力的发展迅速,我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。
        陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪二号井  陕西省韩城市  715400
        摘要:近年来,综合国力的发展迅速,我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。随着工作面推进速度的加快,煤炭产量逐渐增高,井下掘进速率、采掘比例失调成为影响我国煤炭高产高效的重要影响因素。目前从全国范围来看,井下的掘进水平低于工作面采煤技术水平,导致采掘接替紧张,跟不上煤炭生产的需求。许多专家学者为此进行了不断的探索研究,加大了掘进设备的研发,井下掘进的设备种类呈现多样化,井下的支护水平也在不断的提高,保障了狭小作业区域的施工安全。本文针对木瓜煤矿下组煤皮带巷在掘进过程中影响井下快速掘进的因素进行分析,制定了掘进工艺、掘进设备、支护形式、管理水平多方面的掘进措施,达到快速掘进的目的。
        关键词:煤矿井;快速掘进技术;应用;研究
        引言
        伴随着国家经济的迅速发展和科技水平的不断提高,在煤矿开采过程中逐渐出现了新的开采技术—井巷工程的快速掘进技术。这项技术在各个煤矿的开采中得到了广泛应用,但是时代的发展变化是十分迅速的,快速掘进技术也要发生相应的变化。基于此,本篇文章着重从煤矿井巷工程快速掘进技术的现状出发,针对当前阶段面对的各项问题,提出相应的解决策略,希望能够对掘进技术的应用和发展起到积极的推动作用,从而推动我国煤矿产业的发展。
        1重要性
        随着我国煤矿掘进机械化水平的提升,在传统的锚网索支护条件下,锚杆井下掘进受到诸多的影响,锚杆支护占据了总掘进的大部分时间,制约着井下掘进效率。现阶段综掘施工的方式有锚杆钻机 +连续采煤机、单体锚杆钻机 + 掘进机、掘锚一体化机组。其中,锚杆钻机 + 连续采煤机支护技术易受到地质条件的制约,当掘进过程中顶板破碎时,需要短掘快支护的方式,制约着井下掘进速度;单体锚杆钻机 + 掘进机支护技术的辅助作业时间较长、井下单进水平低、工人劳动强度大、掘进和支护作业分离,致使井下掘进速度慢;掘锚一体化机组支护技术不需要撤离掘进机,就能完成支护作业,控制了围岩变形,适用于顶板较为破碎的地质条件,减少了辅助作业时间,改善了煤巷的顶板环境。因此,采用掘锚机进行井下支护,推动了掘锚一体化围岩控制的技术发展,实现了割煤和锚杆支护的平行作业,提高了井下的掘进速度。
        2影响井下快速掘进的因素
        井下掘进速度的快慢直接影响着矿井工作面的回采进度,井下掘进是多方面相互配合的施工过程。
        2.1 地质条件的影响
        皮带巷布置在煤层中,煤体抗压强度较小,煤体松软,井下围岩性质较差,在掘进过程中易发生片帮,甚至冒顶,支护难度较大,会影响井下的掘进速度,不利于井下的稳定;直接底为泥岩,会出现前面掘进,后面底鼓现象,需要进行人工卧底,影响井下的使用安全及掘进速度;在掘进过程中会遇到断层,断层处节理发育,应力集中,易发生冒顶,不利于井下支护,影响井下掘进速度。
        2.2 掘进方式及掘进设备的影响
        在煤巷中掘进方式的选择,直接影响井下的掘进速度,采用综掘方式掘进井下,有利于井下的快速掘进。井下快速掘进的保障是掘进设备,根据现场地质条件选择掘进设备,如果选择不合理,不适应地质条件,极易造成机械设备的损害,故障频繁,导致设备不能连续工作,继而影响后续施工工艺,严重影响井下的掘进速度;选择合理,才能保证施工工艺的连续进行,保障井下顺利掘进。
        2.3 支护参数的选择
        在井下的掘进过程中,支护工序要占总时间的50% ~ 60%,支护速度的快慢是影响掘进速度的重要因素。合理的支护参数不仅有利于支护工序的有效进行,而且可以提高井下的支护质量;加强临时支护,可以保障支护顺利进行及人员的安全,从而提高掘进速度。


        3煤矿井巷工程中快速掘进技术的优化措施
        就当前我国煤矿掘进施工和支护技术的现状来看,还难以做到确保安全性的同时实现掘进速度的提升,由于受到煤矿工作环境以及技术等因素的影响,支护效果并不稳定,施工人员的安全性难以保障。根据煤矿施工的实际情况,对煤矿井下掘进施工以及支护技术进行了简要的分析,希望对我国煤矿行业的发展有所帮助。
        3.1选取合适的支护方式
        起初,采用喷浆结合长久支护、锚杆、锚索、金属网相互结合的支护形式,这样能够更好的保证顶板开工的成功开展,能够最大限度的加强顶板围岩的牢固性,选择喷浆的原因是为了使顶板的破碎度减少,这些均是为了更高效提升顶板围岩的整个牢固性和强度。另外,提前办好开工木楔提前支护任务,同时使用马丽散和含有催化剂的混合溶液,这是为了先保持破损顶板的牢固性,随后在开展长久支护的施工,以便达到更深入加强顶板围岩的牢固性的施工需求和目标。还有就是要关注在断层带位置保障施工的长久支护,对于断层损坏地方的岩石采用合理的方法给予恰当解决方案,通过这种方式可以使围岩的变形率降低,保证以后施工的顺利开展。另外在对其开展长久支护施工时要恰当的缩小支护之间的距离,选择直径和长度都与生产规定和所需要的施工物料都相符的。最终,掘进机在处在工作状况时会出现工作面的空顶间距大致为 5 m,在这种状况下会致使顶板发生大规模的坍塌,因此悬臂式掘进机没有办法在这种状况下开展正常的作业,因而需要开展恰当的丝杆式前探超前支护。
        3.2加强对施工技术的管理
        由于煤矿工作开展的地下环境十分恶劣,自然光线也比较缺乏,这给施工任务得开展提高了很大的难度,困难性增加了许多,并且煤矿井巷工程工作量比较大,其中使用到得机械设备也会比较多,所以如果施工过程中哪一个环节出现问题都将会影响到整个工程的施工进度和施工速度。针对这种情况,相关管理人员就要根据实际的情况来指定一个科学规范的规章制度对工作人员的行为进行严格的要求和规范,让整个工作流程变得更加地流畅和清晰,除此之外还需要进行人员的合理分配,在工作开展过程中选择合适的施工技术,然后加强对施工技术的管理,只有这样才能促进工作的顺利开展,提高施工的速度和质量效果。
        3.3激发煤矿开采企业的开采积极性
        在现阶段的煤矿开采工作中,煤矿开采企业由于要上交各种费用等,对于开采企业的经济造成了一定的压力。通过快速掘进技术的运用,可以有效减少不必要的支出,可以将更多的财力投入到煤矿开采的材料购买、人才引进等方面,更好地实现煤矿资源的开发与管理。
        3.4安排合理的工序
        在井下掘进和支护过程中,采用交叉平行作业。传统的作业方式掘一锚一,在施工顶板钻孔时不能施工帮部钻孔,相互之间影响严重。在现场实践中,根据现场地质情况进行合理调整,在顶板情况良好的情况下,依然采用掘一锚一的作业方式,但采取帮部支护滞后于顶板支护一排的支护方式,增大施工作业空间,顶板钻孔、帮部钻孔及联网工作可以同时进行,从而达到整个循环的时间要求;顶板、帮部条件不好时,依旧采用传统的作业方式。
        结语
        综上所述,在矿井快速的掘进中,锚杆支护的技术发挥着重要的作用,它能够有效改变井下支护的状况,促进安全和稳定生产,而为了充分发挥此技术的优势,还需要做好对此技术的优化,根据实际情况财务科学的支护方案,从而为矿井的快速掘进提供保障。
        参考文献:
        [1]刘永亮,时永玲,孔宪勇.矿井提升机电控系统的现状与发展趋势[J].科技传播,2012(17):82-84.
        [2]张小峰.高效快速掘进系统自动控制技术研究[J].煤炭技术,2016,35(11):292-294.
        [3]王鹏翔,冯洪涛.综合机械化快速掘进技术在云盖山煤田岩巷掘进中的应用[J].煤炭技术,2018,37(6):113-115.
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