凡鑫雨
河南能源化工集团新疆投资控股有限公司,新疆阿克苏 842000
摘要:煤矿开采从设备使用到管理制度都全面实现了现代化,综掘机在掘进过程中能够实现快速掘进,大大提高了巷道掘进速度,保证矿井产量的稳定,提高矿井的整体效益,保证掘进工作人员的安全。本文主要针对综掘机快速掘进的方法展开深入的探究,其目的在于使得综掘机效率更高,更加有效的工作。
关键词:煤巷综掘;快速掘进;措施;优化
前言
随着煤炭市场需求的扩大,特别是采煤设备和采煤技术水平的提高,煤炭生产能力又一次大幅度提高,这使得煤矿的采掘接替关系也要求越来越严格和紧张,在目前的技术水平的限制下,为能够确保煤矿实现正常采掘衔接关系,其唯一可行的办法就是要提高煤巷掘进综掘进尺,这样才能保证煤矿正常生产,达到预期的生产计划和目标,因此,有效的提高煤巷综掘进尺和掘进速度势在必行。
1概况
某矿施工的煤巷,采用综掘施工方法,巷道长860m,采用锚梁网索支护,巷道尺寸:净宽=5200mm,净高=4200mm。采用“三八”制循环作业方式,三班掘进支护组织生产并对机械设备进行维修保养。该掘进工作面平均月进尺在180m左右,其完成工程量在全矿各掘进队中处于前列,但较国内大部分煤巷综合机械化掘进施工单位来说,却显得有点相形见绌了。这对实现我矿的稳产、高产和可持续发展带来了严重的挑战。因此,提高综掘进尺速度势在必行。
2存在的问题
施工进度较为缓慢。主要表现在,打锚杆的时间较长,其中帮部锚杆施工时间占总时间的66%,而切割时间仅不到30%,随着巷道掘进距离的增加,后运距随之增长,人员运输物料时间较长,迎头压风及水压也无法保证二台锚杆机、一台风钻正常运转。
综掘巷道施工顶部锚杆存在预应力较小,支护刚度低,锚杆主动支护作用不能发挥,不能有效控制围岩早期离层与破坏,围岩强度与完整性丧失过大,导致顶板下沉、两帮鼓出。在深部复杂困难巷道,均出现不同程度的锚杆被拉断、剪断和弯曲断裂的现象,锚杆强度偏低,锚杆受力状态不佳,锚杆材质和结构有待进一步改进。锚杆虽然实现了加长与全长锚固,但只有锚杆自由段能够施加预应力,不能实现全长预应力锚固,影响支护效果。组合构件(钢筋托梁、钢带)的强度、刚度、护表面积不够。在巷道变形量大的地段经常出现组合构件被剪断、压穿等现象,支护效果受到严重影响。由于锚杆、锚索强度和刚度偏低,不得不增加锚杆支护密度,严重影响巷道掘进速度。
由此可知,采用先进的支护结构和支护技术,及时、迅速、有效地实现快速支护,并使支护与截割最大限度地平行作业,简化出货及运料系统,提高综掘机的开机率,才能大幅度提高掘进速度。
3改进措施
3.1实现设备保障
3.1.1实现机电设备一体化
首先,掘进机操作要方便,即要实现自动控制,包括推进方向监控、切割电机功率自控调节、切割断面轮廓尺寸监控等;另外,对掘进机进行必要的工况监测,并具有很好的自我故障诊断性能,包括供电电压测控、电机负荷和温度、液压系统油压、油温及污染等监测;通过现代测控技术的应用,对掘进机的工况进行实时监测和故障诊断,确保机器正常稳定的工作,实现快速掘进机电一体化,从而实现提高掘进机的工作性能。
3.1.2加强设备检修
检修班集中优势力量,技术骨干按专业分配责任,各司其职。除八点班检修外,中夜班每班安排电钳工两名。利用设备运行间隙进行检修,发现问题及时处理,减少机电设备对施工的影响。
3.2 提高支护水平
3.2.1 提高支护强度,减小支护密度
合理的选择锚杆、锚索预紧力,在锚杆及锚索支护中,只有提高安装时有足够的预紧力,才能达到减少围岩变形的效果,才能给所要支护的围岩提供较高的阻力,主动的使围岩的应力状态向三向应力状态转化。
有一定的预紧力,可以提高围岩的径向约束能力和围岩的抗剪能力,使围岩尽可能的保持径向的连续性,可以有效的抑制巷道浅部破裂的煤体向巷道内移近。
3.2.2 改进锚杆施工工具
掘锚机组实际上是综掘机与锚杆打眼、安装机复合的一体化设备,可以完成切割、装煤工序,又能够完成钻孔、安装锚杆等工序,因而可以进行掘进和支护的作业,从而减少了掘进工作面的设备和人员,掘进工作面的空顶距可以缩短到0.75~1.4m,并且采用了临时支护措施,使得掘进与支护作业更加简单和安全,可以适应不断变化的巷道顶板条件,掘进成巷速度也较快,还能适应巷道布置方式的变化。
掘锚机组可节省移动和装钻机的时间,普遍认为掘锚机组之所以能被有效使用的一个重要原因在于顶板及时支护,安全可靠。通过对掘锚机组掘进系统进行选型和配套,形成高效掘锚一体化作业线,可使每一循环作业的时间减少25~45min,即每30min一个循环,生产效率将大大提高。
3.3优化辅助运输设备
针对工作面巷道拐弯较多,设备和人员配置复杂,可采用可弯曲皮带输送机代替过去多台皮带输送机进行搭接的形式。可弯曲皮带输送机与普通皮带输送机相比,不仅可以减少皮带输送机的搭接,减少硐室的空间,减少驱动装置的投资等,而且还可以减少粉尘污染,降低初期投资与运转费用以及简化供电系统,提高经济效益。另外,可弯曲皮带输送机除弯道处的部分结构件外,其它重要部件如驱动装置、张紧装置、输送皮带等都可与普通皮带输送机通用,因而对于转弯输送采用可弯曲皮带输送机有更高的经济效益。
3.4实现平行作业
迎头割煤与后巷补给平行作业:充分利用割煤时间,组织人员整理材料和检查钻具,确保随取随用,机具正常工作。
割煤后,迎头顶板支护与后巷下部帮锚支护平行作业:利用帮部下部锚杆滞后工作面5米距离的方法,实现顶帮平行作业。
双锚杆机、双风钻左右帮部和顶板平行支护:充分利用巷道大断面的有理因素,在掘进过程中采用多台锚杆机和风钻平行作业,减少移动锚杆年机具的时间和次数,同时减少分次作业浪费的时间。
后巷辅助工程与系统检修平行作业:利用割煤时间延长风水管路、调整皮带跑偏;利用设备停止运转时间、巷道支护间隙延伸胶带输送机和电缆等并对设备各部件进行维护、检修。
3.5加强人员培训
加大对司机及维修人员的安全技术培训力度,有针对性地对职工进行系统的、正规的、理论知识和基本技能的培训,特别是选派责任心强、有上进心的职工进行综掘机司机等特殊工种培训。
提高司机及维修人员现场操作技能及处理事故的能力,每周开展一次关于综掘机的专题培训,提高职工的素质。
3.6加强施工管理
为了达到快速掘进的目的,除了进行施工技术的技术革新,提高机械化水平外,加强施工管理,落实各项责任制,优化各工序之间的衔接。根据现场施工人员机具、配备情况、操作水平,在确保每小班2个循环,每天6个循环的前提下,进尺班进尺考核定额。
4 结束语
我国煤巷掘进技术经过长时间的发展已经进入了较为成熟的阶段,自动化机械的普及使得掘进工作在自动化机械设备的辅助下得到了质的飞跃与提升。其中综掘机作为掘进工作中最为关键的机械设备,其能够全面的功能与完备的结构能够大大缩短巷道掘进的时间,提高巷道掘进的工作效率,保证主要工序与辅助工序能够同时进行,互不干扰。并且综掘机的应用还有效保障了煤矿工作人员的生命财产安全。
参考文献:
[1]张朋耀.综掘机快速掘进技术的探讨[J].黑龙江科技信息,2014,(5):73-73.
[2]闫茂福.岩巷综掘机快速掘进技术研究[J].经济视野,2013,(9):277-278.
[3]杨广祥,吴茂胜,吕玉芝等.综掘机快速掘进配套技术应用探讨[J].山东煤炭科技,2014,(9):54-55.