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机械化条件下煤矿巷道掘进工艺优化李延俊

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：李延俊李卫涛

[导读] 摘要：巷道布置以及采煤工艺的应用是煤矿开采施工过程中比较关键的一项重要内容。

        河南平顶山平煤股份八矿掘进二队河南平顶山 467000
        摘要：巷道布置以及采煤工艺的应用是煤矿开采施工过程中比较关键的一项重要内容。巷道在井下开采过程中发挥着运输资源、优化井下工作环境、改善空气质量、确保煤矿开采安全等作用；而采煤工艺是确保煤矿开采过程中能够高质量采煤的关键，只有严格把握好采煤工艺的应用尺度，才可以确保采煤作业的顺利、有序进行
        关键词：机械化条件；煤矿巷道掘进；工艺优化
        引言
        中国的煤炭储藏大多比较深，因此多数矿井属于井工开采矿井。为了安全有序地回采煤炭资源，需要对井筒及巷道进行开掘。井筒的开掘只在建井初期进行，而要实现对井田内煤层或煤层群的开采，需要掘进大量的巷道。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。本文通过对马家岩煤矿改造过程中提高巷道掘进效率的重要性进行分析，提出了提高煤矿掘进效率及质量的措施，对该煤矿巷道掘进效率及质量的提高具有指导作用。
        1煤矿巷道布置所包括的具体内容
        1.1近距离煤层回采巷道布置
        近距离煤层回采巷道布置工序必须工作人员对当地施工环境有充分的了解，结合现实状况确认上部高度值、下部高度值以及巷道整体倾斜长度，同时确认采煤层以及近距离煤层等。而巷道布置需要保证合理性，以便为后期采煤工作奠定良好的基础。另外，巷道布置不止是需要保证的巷道设计的科学性，同时也需要关注对开采成本的管控。通常情况下，巷道设计形式一般包括如下几项内容：第一，于地把煤层内设计打孔送巷，同时确保巷道所在位置可以满足相关标准需要。第二，开采人员在巷道开展挖掘施工期间，需要于第九煤层位置所处方位设立联络巷，以确保每日开采人员在完成开采之后的运输工作更为便利。第三，施工人员需要在巷道断面设立对应的支护方式，该方式旨在确保开采人员各项开采活动的安全性，也可最大程度提高开采效率。而按照该方式布置巷道一般需要结合煤矿实际情况予以设计，实际施工期间也存在伸缩性，其价值在于提升开采工作的效率，并确保所开采煤炭的质量。
        1.2瓦斯浓度较高的煤层巷道布置情况
        高瓦斯煤矿的施工场地瓦斯浓度一般较高，如果不能及时进行通风处理，地下施工场地将不能进行正常施工，还会危及施工人员的生命安全。针对这种情况，煤矿需要安装专业的通风设备，对井下施工场所进行通风换气，并收集瓦斯进行二次利用。在巷道布置方面，解放层应当放置在煤区，同时，应当在瓦斯含量较少的矿层进行巷道挖掘工作，一方面是为了减少瓦斯对人体的损害，同时也是为了避免危险事故的发生。在巷道布置过程中，要想保证施工效率，同时要求瓦斯抽取与空气更新等工作同时进行，需要至少设置两条巷道，一条设置传输装置，一条安装通风换气系统，既能保证瓦斯抽取与煤矿掘进同时进行，同时也能提高井下施工安全系数。在高瓦斯煤层巷道布置过程中，“一进二回”是比较常见的通风方式，如果煤矿开采条件允许时，可以以此为基础，来对新的风巷进行设置，并将其作为带式输送机巷，同时还可以根据实际需求，将其设定为专门的轨道运料巷或风尾巷。在巷道布设阶段，一般需要在两条巷道内按照要求预留煤柱，从而保证抽放钻场施工的顺利开展。
        2提高巷道掘进效率的重要性
        目前，中国煤矿产业结构的调整使得大储量煤矿数量不断增加，虽然煤矿开采的速度逐渐加快，但是巷道的掘进速度并没有出现本质的改变。较高的开采速度和较低的巷道掘进速度导致煤矿生产出现了不均衡现象，影响了煤矿开采高效高产目标的实现[1]。

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据相关部门统计，巷道掘进速度较慢的主要原因是掘、锚过程中没有实现进程的平衡，在巷道掘进过程中割煤的时间占据了总时间的17%～34%，而锚护时间占据了总时间的50%～67%，由此可以看出锚护过程占据了大多数时间，锚护作业效率具有很大的提升空间。因此，对锚护、掘进工艺以及设备进行改进十分必要，提升其锚护效率是提高掘进作业效率的关键。
        3现代采煤工艺分析
        3.1割煤技术和装煤技术
        割装煤技术是针对采煤过程与煤炭资源运输过程的一项新技术。采煤机的应用方面，如果采煤面的坡度较小，这种情况下可以采用双向割煤的方式，采煤机器应当应用双滚筒割煤机，前滚筒向上跟随顶板进行割煤，后滚筒则沿着底板进行割煤装煤。割煤时应当注意，机器完成一定区域内的割煤作业后，机道中会存留一定的浮煤，这时应当及时清理刮板来将浮煤输送出去。割煤前，为保证割煤机工作稳定性，应当及时对机器进行预热，空载状态下运行三到五分钟，待机器平衡稳定之后进行作业。切割煤过程中，技术人员要严格把控滚筒的行进速度和移动幅度，重点落在滚筒的移动点位上。在切割顶板时，将上面的煤矿清理干净，煤层的采煤面如果坡面较大，则需采取单向采煤的方法，从后向前进行采煤切割。割煤过程中，采煤机前滚筒割煤，后滚筒装煤并进行运输。
        3.2移架
        该工作面支架的操作的方法为采煤人员手动操作邻架，运用单架按照特定顺序开展第一时间支护新暴露的顶板，位移的步距同截深相同。采煤设备完成割煤工作之后，即需要进行移架为新暴露的顶板提供支护。如顶板并未受损，压力相对较低时，移架落后才没设备滚筒应在5架上下，若煤矿顶板承受的压力较大，则移架应落后采煤设备前滚筒约2架距离左右，运用超前予以支架的方法。开采人员若在实务工作之中发现，移架移速不及采煤设备移速，则应适当控制采煤设备的移速，或是直接终止采煤设备行进，等待移架。移架期间，开采人员应时刻关注顶板状况，定量下降值应处于可控范围，顶板同定量之间相距应控制在150~200mms之间，若发现立柱下降量并不多，则可以放弃予以平衡千斤顶支撑，可以在同一时间开展降柱操作以及移架工作。若煤矿顶板出现破碎的问题，移架结束后应利用平衡千斤顶作为支持，使得顶梁前端上翘，强化顶梁所具有的支护能力，实现对新暴露底板沉降的控制。若煤矿顶板并未破碎，且较为坚硬，可借助平衡千斤顶支护顶梁，使其后端抬高，加强顶梁后端的支护强度。
        4质量保证措施
        具体的质量保证措施如下：a)优化设计，尽可能做到帮顶支护规格与支护材料相一致，便于人员操作；b)对支护材料进行入场检验时，需把好材料的质量关；c)对支护工具进行合理选择，正所谓“工欲善其事，必先利其器”；d)加强支护质量的检测检查，例如配备专用的工具、交接班时要检查等；e)实施锚杆成排编号管理，做到出现质量问题时有源可溯等。
        结束语
        综上所述，巷道布置及采煤工艺的应用对于采煤作业的正常进行具有十分重要的意义。煤矿井下技术人员在实际工作中要严格把握好现场勘探的尺度，同时确保地质勘探及现场测量结果的精准性，只有这样才能够保证巷道挖掘的安全、有效进行。另外，在施工作业方面，应用先进的采煤技术能够有效提高采煤工作的效率，同时能够确保采煤质量。
        参考文献
        [1]王玉龙.机械化条件下煤矿巷道掘进工艺优化[J].中外企业家,2019(32):197.
        [2]沈杨.煤矿巷道机械化掘进工艺的优化[J].当代化工研究,2019(13):112-113.
        [3]袁文明.煤矿掘进中支护技术的应用探析[J].石化技术,2019,26(10):68+86.
        [4]李瀚瑞.煤矿掘进巷道顶板事故预防措施[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(20):82-83.
        [5]唐欢欢.煤矿井下巷道掘进中的安全问题[J].科技风,2019(30):189.