煤矿巷道掘进的影响因素及应对策略

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第8期   作者:严邦兴
[导读] 煤矿巷道掘进是煤矿资源开采生产的重要工序。巷道的安全性能,
        严邦兴
        云南煤矿安全监督局救援指挥中心   云南   昆明   650000
        摘要:煤矿巷道掘进是煤矿资源开采生产的重要工序。巷道的安全性能,又是掘进效率的重要保证。为了保障煤矿资源的开采安全和生产效率,需要对影响巷道安全的各种因素进行详实准确的分析,以便采取相应的措施加以改进,确实提高煤炭企业的生产效率和安全管理水平,满足社会生产、生活对煤炭资源的需求。
        关键词:煤矿巷道掘进;影响因素;应对措施
        引言
        煤炭是我国社会生产、生活的重要能源。我国有丰富的煤炭资源储备,但大多都埋藏于地层深处,需要进行地下开采作业。巷道掘进是煤矿企业开采生产中常用一种先进技术工艺,它的开采速度快,而且生产效率高,在煤矿企业的稳定持续发展过程中发挥了重要作用。因此,煤矿企业要在日常生产中,通过对影响巷道掘进安全稳定性的各种因素加以分析控制,充分保证掘进的效率和质量,满足社会不断增加的资源需求。
        一、影响巷道掘进安全效率的各种因素
        (一)开采区域地质条件的影响
        煤炭巷道的掘进会受到开采环境中的岩层地质结构,岩层硬度和稳定性的影响。尤其是工作面的煤矿岩层硬度、用水量、瓦斯含量、层理和巷道顶底结构面层的稳定条件等,都对巷道的掘进作业影响很大。一般来说,如果巷道有稳定的顶、底板结构,支护条件和层理的一些指标都符合煤岩硬度的开采标准,才能开展巷道的有效掘进作业。一旦哪个结构的相关指标达不到相关标准要求,那么就会对巷道的掘进进度和质量造成相应的负面影响,使相关掘进设备功能和效率大打折扣。
        (二)掘进机械设备的影响
        随着我国科技水平的进步发展,煤矿巷道掘进机械设备的技术和种类也不断优化更新,进一步推动了掘进效率和质量的提升。但当前巷道掘进机械设备的综合性能和自动化程度与世界发达国家还有一定差距,还没有可供连续开采的采煤机组和掘锚机组,而且我国目前使用的巷道掘进机刀具的损耗量大,故障频发,设备的质量和工作性能还需要进行必要的技术改进。另外,有部分掘进机械设备维修期短,频繁的故障维修对掘进作业进度影响严重。
        (三)施工技术工艺对掘进作业的影响
        我国目前掘进作业的机械设备还和国外的先进水平有一定差距,掘进工序中的施工技术工艺受到机械设备性能的限制,也落后于国外相关领域。采用单机锚杆钻机的支护设备,在和综掘机配套使用过程中,还需要使用人工方式完成锚杆钻机的安装,导致巷道的支护施工时间过长,占据了整体施工时间的70%以上,大大制约了掘进作业的效率。因此,需要对支护施工技术进行改进,尽量保证支护工序和巷道作业的连续性,缩短二者之间衔接时间。
        (四)支护施工的影响
        当前许多煤矿企业的支护方案和措施效果极不理想,并且受到支护设备技术工艺的影响,导致支护施工缺乏安全合理性,给掘进作业埋下重大安全隐患。支护保护是煤矿开采的重要保障措施,为了安全起见,一般还需要进行二次加固,但在工作进度和经济利益的驱使下,很多企业对支护二次加固工作落实不到位,给掘进作业造成了一定的安全隐患,无法充分发挥支护设施的安全防护功能。
        二、提高煤矿巷道掘进速度和效率的有效措施
        (一)更新改进相关施工技术工艺
        煤矿巷道掘进施工前期,需要进行相关的爆破技术施工。浅孔爆破是我国目前比较常用的爆破工艺,这种技术工艺波及的工作面小,因而工作效率受到一定程度的限制。相关技术专家开始从爆破技术的孔深和孔径两个方面寻找突破口,加以改进后,完成了浅孔爆破到深孔爆破的技术更新,对后期巷道的成形,以及钻孔效率都大有助益,给接下来的巷道快速高效掘进做好了基础铺垫。
        (二)提高掘进施工技术工艺水平
        掘进机械设备的工艺水平是掘进速度和效率的重要决定因素。不管是传统的炮掘,还是后来经过改进的悬臂式掘进机施工方式,都无法实现巷道高效高产的开采目标。

采用气动式锚杆钻机的支护配套设备,需要人工完成打锚杆孔眼,安装锚杆和挂网等操作,是掘进设备自动化和智能化水平低的主要表现形式,工艺还比较落后,严重影响了巷道掘进的速度和效率。因此,需要进行相关的技术更新改造,如果地质条件允许,可以在岩巷、煤巷以及半煤岩巷结构中采用综合机械化的掘进方式。使用带有除尘功能和大功率切割系统的重型全断面掘进机,在这些地质结构的巷道进行双巷掘进,通过联巷作业形式,交替进行掘进和支护施工作业,大大缩短了支护时间,提高掘进开采效率。
        (三)加强对作业施工过程的管理
        巷道掘进的质量和效率虽然对企业的生产经营很重要,但安全更是不容忽视的重要问题,一切开采生产活动都应该把安全放在第一位,在此基础上才能追求生产质量和效率。安全是掘进作业管理的重点内容,需要相关人员在作业前对地质情况进行详细的勘测,根据现场的实际情况,制定安全防范措施,排除各种安全隐患,为后续顺利掘进提供坚实保障;企业定期对员工进行安全技能培训,提高他们的安全意识和应急能力,有效降低实际生产中发生失误的概率。
        (四)更新优化辅助运输系统
        辅助运输系统的工作效率也是掘进作业效率的重要影响因素之一。优化提高支护材料运输环节的效率,以及煤矿巷道快速掘进过程中辅助运输设施的工作性能。通过对辅助运输设备的优化更新,提高新型传送设施的使用工作效率。支护材料运输环节的设备优化改造,可以大大提升锚杆安装的高效性和稳定性;应用锚杆钻机打孔方式,保证锚杆支护多个环节的协调运行,避免锚杆安装出现不平衡的现象;全面控制施工时间,优化提高成巷速度。利用缩减辅助系统作业时间的方式,在保证辅助作业安全和稳定性的基础上,提高工序的施工效率和安全性能,满足多样化的生产作业要求,为煤炭开采作业的正常进行提供保障。
        (五)爆破技术的安全应用
        光爆锚喷支护通过严谨的爆破参数和起爆顺序设置,保证爆破后岩面的整齐光滑度,减少对后期掘进设备刀具的磨损,提高掘进速度。光爆锚喷支护技术在国内矿山开采和地下工程的岩巷施工掘进中应用比较广泛,它对周边结构破坏性小,并且该技术的机械化程度高,大大增加了掘进的安全系数和效率。
应用光爆锚喷支护技术,首先需要根据具体施工情况,合理设置爆破顺序和爆破参数。该技术各项参数相互间会产生一定的影响,需要根据对应区域的特点进行认真的计算,防止依靠经验盲目选择参数值。
        (六)优化巷道支护方案
        煤矿巷道掘进施工作业比较复杂繁琐,具体施工也是一个动态复杂的过程。巷道掘进作业方案的顺利开展应用,支护工序发挥着至关重要的作用。巷道支护施工中,需要充分发挥支护设施的优势作用,保证施工作业面的切割光滑水平,还要适应复杂的岩层结构要求。钻机设施设备是支护效果的重要保障,需要相关设备操作人员加强重视,合理使用掘进和钻机机械设备等,对出现掘进差异的区域进行仔细的研究分析,找出造成差异的原理,根据掘进煤层结构的实际情况,优化改进掘进规划方案,通过提高机械设备的运转效率,增强掘进作业的开采效率,避免因支护设施的运行效率低而影响煤矿巷道的掘进作业安全和质量。
        根据施工的具体情况,优化设置支护方案和参数,使用先进的支护技术工艺。支护施工中,锚杆和锚索的结合效果对支护作业有一定的影响,需要根据岩石的实际特点动态变更支护密度和锚杆间的距离,通过不断完善支护方案,提升掘进作业的效率。利用树脂凝胶控制锚孔实际装药情况,保证整体掘进作业中的支护施工效果,提高煤炭开采各个流程的安全和稳定性,提升煤炭企业生产管理水平。
        结束语
        我国的社会生产力水平进步发展,提高了各行业领域的科学技术快速发展。煤炭作为一种重要的能源,需求量随之激增。煤炭企业需对制约煤炭资源掘进开采的各种因素进行详细分析,采取针对性措施对其进行技术优化更新,充分提升煤炭掘进作业的开采效率和安全水平,为社会生产生活提供更多高效优质的煤炭资源,促进煤炭行业的综合效益提升。
        参考文献
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        [2]赵维维.关于煤矿巷道掘进的影响因素及应对措施研究[J].石化技术,2020,27(09):113-114.
        [3]袁海生.煤矿巷道掘进的制约因素与应对策略[J].自动化应用,2020(07):142-143.
        [4]侯江鹏.煤矿巷道掘进的影响因素及应对措施分析[J].当代化工研究,2020(05):92-93.
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