煤矿大断面岩石巷道快速掘进技术研究 吴伟

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:吴伟
[导读] 摘要:随着我国煤矿生产技术的发展,向机械化、自动化方向发展。
        国家能源集团宁夏煤业有限责任公司汝箕沟无烟煤分公司  宁夏石嘴山  753003
        摘要:随着我国煤矿生产技术的发展,向机械化、自动化方向发展。最高效的采煤设备在工作面得到了广泛的应用,提高了煤炭的生产效率。然而,在实际的生产过程中,部分煤矿工作面生产和掘进过程中容易出现不平衡现象,甚至直接制约了煤炭的生产。正是由于煤矿井下瓦斯浓度高,地应力复杂,巷道断面施工难度较大。
        关键词:煤矿大断面;岩石巷道;快速掘进技术
        引言
        基于巷道掘进过程中钻孔、支护、排矸三个环节的紧密性和重要作用,本研究将对大断面巷道快速掘进技术进行分析研究。巷道掘进通过这三个环节在正常运行过程中可能存在的一系列客观分析和探究影响因素,发现影响各环节不能密切协调,造成相应误差从而降低掘进效率的因素,提出了一系列措施,包括时间和空间等控制因素,新的解决方案的应用和隧道掘进方案。
        1巷道快速掘进影响因素
        目前,煤矿巷道快速掘进的因素主要是由地质条件、技术条件和其他诸多内容组成。从发展过程可以看出,巷道快速掘进影响的因素主要包括如下几个方面:
        1.1地质条件
        地质条件将会直接影响巷道快速掘进的发展,这一情况是无法改变的。目前,多数煤矿矿区地质构造中存在诸多褶皱断层,岩体的硬度不佳,储水和储气的情况也分外复杂。如果岩体硬度过大,则会使得掘进的过程变得非常缓慢。如果顶板和两帮的裂隙发育不全,自然会使得支护的情况变得更加困难。所以在实际掘进的过程中容易出现冒顶、瓦斯涌出和其他不同类型的事故。
        1.2技术条件
        在煤矿大断面巷道掘进的过程中,掘进设备、运输设备和支护工艺都会发挥重要的作用。虽然我国掘进设备研发的速度非常快,但是在实际生产的过程中还是会存在诸多方面的问题。有一部分的巷道内部的地质条件较为复杂,所以也容易在掘进的过程中存在诸多方面的问题。只有选择和工况匹配的掘进机才能够提升掘进的效率。因此,大家需要先制定合理的掘进和支护工艺,才能够更好地提升掘进的速度。但是,在平时掘进的过程中容易出现一系列不良的现象,这也会在之后影响巷道支护的效果。如果采用良好的施工方案,自然就能够提升煤矿大断面巷道掘进的质量。
        1.3管理模式
        在实际掘进生产的过程中,只有有效地提升掘进技术条件,才能够更好地改善管理过程中存在的短板和掘进过程中的瓶颈。传统的管理模式总是会轻视掘进劳动制度、员工培训和技术服务方面的内容。所以,即便装备和工艺有所提升,其掘进的速度也没有办法被更好地改善。在生产的过程中,只有优化管理的模式才能够提升队伍的素质。
        2矿井大断面巷道快速掘进的技术分析
        2.1锚杆安装技术的分析
        煤矿企业在施工的过程当中,由于一些不确定性因素,可能导致一些施工的事故。为了降低施工事故的发生率,同时提高施工的质量和效率,也导致了煤矿开采工作的难度增大,使得安全系数降低。因此,为了有效保障巷道掘进工作的平稳进行,应合理地结合实际作业情况,挑选适合的设备仪器进行工作,以保障巷道掘进作业的效率和质量。对于可能突发的情况要进行实时观测跟踪,要指定相应的应对和解决措施,科学、合理地安装锚杆和锚索,并进行质量检测,保证这些设备的工作性能,以确保巷道掘进工作的正常进行。
        2.2掘进机截割技术的分析
        在掘进机截割技术的使用过程中要结合围岩的实际条件和情况选择相应的截割技术。关于围岩的具体情况和条件,主要分为三个类型。


        第一类是对于比较完整和平稳的围岩,采取的技术一般是从中心进入,进而延伸向四周围,这种方式可以充分保证产生煤矿大断面,并且不会影响周围的岩石。这种从中心入手,进而向四周延伸的技术方式比较适用于一些尺寸比较大的巷道。
        第二类是相对完整性和稳定性比较差的围岩,针对这类型的围岩首先要进行支护工作,进而再进行两次截割。在这个过程中,将从上到下进行巷道整体的截割,可以有效减少作业的时间,从而提高掘进作业的效率。其中,将巷道分为3部分,在第一次的截割工作中将对第一部分巷道展开,第二次截割工作中将对另外两部分的巷道展开。
        第三类是具有比较大的地应力的巷道,对于此类巷道将以两侧分工的方式,从而有效防止巷道产生片帮。
        3巷道快速掘进技术的优化
        3.1优化设备配置
        在巷道掘进的工作过程中具有较大的工程量,因此需要选用现代化的机械设备进行有效推进。
        在这些现代化机械设备的使用过程中,应充分注意以下两个方面:一是选择合适的机械设备。在具体的挑选过程中,要充分结合具体的施工环境,包括比如相应的地质条件、岩石条件以及一些环境情况等,结合多项参数,科学合理地挑选合适的机械设备,比如,轻型的掘进设备比较适用于硬度较低、裂痕较少的岩石,这样能有效提高巷道掘进工作的效率。二是选择合适的锚杆钻机。在这个过程中应充分结合巷道实际的施工氛围,比如采用液压凿岩机或者凿岩台车处理具有顶板情况不理想问题的巷道,这个选择一方面有利于环境的保护,另一方面有利于巷道掘进工作的开展。
        3.2支护方式的优化
        巷道支护中的锚杆以及锚索在支护工作中的操作具体分为两个方面,首先,是支护巷道的顶板,其次是支护巷道的两侧,并且在支护过程中要求保持一数列排序展开,即从巷道的顶端开始支护至巷道尾部。以上所述是比较常见、比较传统的支护方式,因此,在具体的使用过程存在一定程度上的局限性,比如,这类支护方式只适用于处理一排接一排支护要求的巷道。因此,本文结合某煤矿的具体情况,研究了一系列优化和改善支护方式的途径。通过在巷道前侧借助掘进机掘进出两数列,进而将分别从外向里以及从里向外推进相应的工作。首先,对临时支护形式进行安置,再通过锚索以及锚杆支护巷道顶板,结束后,采用掘进机进行巷道掘进。在六个数列掘进后,支护巷道的两侧,以六个数列为一组,当结束六个数列巷道两侧的支护工作后,再通过掘进机进行巷道掘进。以上方法可以明显提高巷道掘进工作的效率以及巷道掘进工作的质量。
        3.3制定落实施工作业制度
        创建落实施工作业的制度对矿井中大断面巷道掘进工作的施工质量保障非常有利,在具体的施工作业制度创建中要充分结合实际的工程情况,保证施工作业制度具有科学合理性和系统性。在有关矿井大断面的巷道掘进工作过程中,为了有效提高巷道掘进工作的质量和水平,一般情况下会选择一个或者两个班加以监督管控,同时,应根据不同的情况来挑选合适的班级数量,比如,遵循比较简单的工作挑选一个班的原则,同时,在工作生产过程中将选用两个班。此外,还要求在实际操作过程中具备一支专业能力强以及道德素质高的队伍,可以及时地应对在具体的施工过程中产生的一系列故障问题。总体而言,创建和落实施工作业制度有利于提高截割技术,保障巷道掘进的质量和效率,进而保障巷道掘进工作的稳定和安全。
        结束语
        巷道掘进是煤矿开采中较为复杂的过程,影响巷道掘进的因素很多。因此,在煤矿地下建设中应综合考虑多种因素的影响。本研究基于此出发点,通过对影响因素的分析和探索,提出多元化的有针对性的解决方案和建议,例如,应用新的解决方案和巷道掘进方案,实施过程中对提高巷道支护质量对巷道掘进效率也起到了促进作用,提高了巷道掘进速度,保证了整个矿山的综合效益。研究前景希望能为今后巷道掘进研究中相应的理论和实践研究提供一定的指导和参考。
        参考文献:
        [1]杨立彬.巷道快速掘进的影响因素及其技术措施[J].煤炭与化工,2016(11):141-142,145.
        [2]马其华,王鹏,范文昌.深井硬岩大断面巷道快速掘进技术[J].煤炭科学技术,2014(04):16-18.
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