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[摘要]:随着我国煤矿开采深度的增加和产量的提高,采掘接替关系愈来愈紧张,如何能够科学有效地提高煤巷综掘速度,是摆在每一位煤矿管理者和工程技术人员面前的一个难题。本文结合现场试验研究,总结出了几点经验,以供同行参考。
[关键词]:煤巷 快速掘进 综掘
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914x(2012)10-0281-01
1、前言
随着我国煤矿开采深度的增加和产量的提高,采掘接替关系愈来愈紧张,在现有条件下,提高煤巷掘进单进水平是确保我矿采掘接替关系正常的唯一手段。如何能够科学有效地提高煤巷综掘速度,是摆在每一位煤矿管理者和工程技术人员面前的一个现实问题。
2、工程概况
2.1地质构造
W4203工作面位于+818水平下山采区西翼,煤层倾角平均7.0°工作面内煤层总体为一宽缓的单斜构造,由东向西呈逐渐下坡趋势。工作面内无大中型构造产出。垂深255~327m。W4203工作面设计走向长度平均为1337.1m,回采走向长度为1027.7m,倾向长度为226.5m。其煤(岩)层顶底板情况为:老顶为砂砾岩,平均厚度2.56m;直接顶为细砂岩平均厚度8.52m;伪顶为炭质泥岩、页岩,平均厚度0.14m;直接底为砂岩,平均厚度4.95m;老底为5#煤,平均厚度3.34m。本工作面最大涌水量预计为200m3/d,正常涌水量为50m3/d。煤的硬度为中硬煤,普氐硬度系数f=1.7~3.0,煤层具有自燃性,自燃发火期为3~6个月,煤尘具爆炸性危险。
2.2机掘施工方式
1)生产工艺流程
开机前准备→掘进机割、装、运→运料、清浮煤→临時支护→锚杆、锚索支护→下个循环。
2)掘进机截割工艺:
掘进机采用横向往复式截割,截割时将截割头旋转调至巷道中,由巷道下中部开口进刀,左右摆动先割出槽窝,然后由下向上或者左右进行截割,进刀深度以0.5m为宜,待截割完毕护顶且打完锚杆后,再进行下一个循环,往复进行。
3)W4203皮带顺槽掘进采用EBZ--150掘进机沿煤层底板施工并自行装煤,掘进煤由刮板输送机→桥式转载机→千米皮带机→皮带下山皮带机→联络巷皮带机→上山皮带→中央煤仓。
4)检修工艺流程
检修前准备→检修掘进机各部位、加油、更换截齿、喷雾嘴,检修带式输送机及其他工作→正常掘进。
2.3支护参数选取与支护要求
(1)锚杆支护材料规格
1)顶锚杆采用圆钢锚杆,规格暂为Φ20×2200mm;帮锚杆采用圆钢锚杆,规格为Φ16×1600mm。
2)药卷采用树脂锚固剂;顶、帮每眼装两卷锚固剂,锚固剂型号为CK2335;
3)锚网梁采用Φ8mm盘条焊接制作,顶梁长3450mm,帮梁长1650mm;金属网规格为7400*1100mm菱形网;帮顶托盘采用10mmA3钢板压制的碟形托盘,规格为128×128mm。
(2)施工设备选取
(3)安装锚杆要求
1)锚杆布置方式:顶板锚杆间排距为800×800mm,两肩锚杆向外倾斜60°布置;帮锚杆间排距为800×800mm,第一根帮锚杆距顶板往下400mm处布置。
2)金属网铺设范围为全断面铺设,联网要求为网与网之间10cm联一双扣,锚梁铺设范围顶板、两帮及肩下1900mm处铺设。
3)螺母扭矩:顶锚杆不小于150N·m,两帮锚杆不小于70N·m。锚固力:顶锚杆不小于70KN,两帮锚杆不小于50KN。
4)安装锚杆前必须严格执行敲帮问顶制度,必须检查钻孔的方向、位置、深度、锚固剂型号锚杆是否符合要求,如有一项不合格,则不得安装锚杆。
(4)临时支护要求
1)架棚支护、锚网支护前探梁均采用10#槽钢。每根前探梁分别用两道吊环,固定在紧靠工作面的两排锚杆或U型钢、工字钢上;前探梁上采用木板梁维护,前探梁长度不得小于3.0m。
2)巷道开口处、锚网支护顶板严重不平、拐弯巷道无法使用前探梁或其他原因未使用前探梁时,根据现场情况使用单体液压支柱及半圆木等临时护好巷道帮顶。
3、实现煤巷快速掘进的3个环节
(1)引进先进的综掘设备
掘进机是实现煤巷快速掘进的关键设备,因此一定要根据实际情况做好分析论证和调查研究工作。目前国内使用的机型较多,重点推广的有以下几种:一是煤科总院上海分院与南京晨光机械厂研制生产的ELMB型掘进机;二是煤科总院太原分院与淮南煤机厂研制生产的EL—90型掘进机;三是煤科总院太原分院与佳木斯煤机厂研制生产的EMI2A—30型掘进机;四是淮南煤机厂与奥地利沃斯特—阿尔卑尼公司合作生产的AM—50型掘进机;五是佳木斯煤机厂与日本三井三池公司合作生产的MRH—S100—41型掘进机。此外,掘进机在液压、电气、元件的选用上,必须严格筛选,严把质量关,对部分国内产品难以过关的关键元器件应当选用先进国家的产品。有条件的矿井采用掘锚机,实现掘锚一体化,采用掘进机掘进,单体锚杆机钻装锚杆,不能实现现掘进与支护平行作业;或者在条件适宜的矿井中,推广应用连续采煤机,连续采煤机是现代化的掘进设备,配套运煤车、锚杆打眼机、铲车、转载破碎机等机械化装备,可用于煤巷多头掘进,具有速度快、用人少、效率高,配套简单,安全可靠,使用方便的优点。
(2)加强锚杆支护研究,提高支护质量和速度
合理有效的巷道支护能够保证巷道围岩的稳定性,对巷道支护施工既要便于组织快速掘进,又要使巷道在其服务期间围岩稳定,保证安全生产。在使用掘进机的巷道,由于锚杆打眼、安装占用了很多时间,影响了巷道的掘进速度,掘进与锚杆支护工作通常不能同时进行,但应当尽可能缩短钻锚的时间。主要技术措施有:及时、快速安设临时支架;采用小孔径强力钻头和高强度钻杆,以保证钻孔质量和钻进速度;通过理论分析、井下试验,找到锚索与锚杆的最佳匹配条件,使用锚索替代顶板永久支护锚杆中的一根锚杆,提高掘进速度。
(3)加强现场管理,实现平行作业
施工单位应严格按正规循环作业图表合理安排多工序平行作业,实行岗位责任制。应严格落实区队各项管理制度,把每一小班的全体人员详细划分,每个小组或个人应按照既定的循环图表,在各自的岗位上完成规定的任务,形成打顶帮锚杆、延长胶带机尾、机电设备检修、延长电缆、维护掘进机平行作业;交接班与接风水管平行作业。此外,加强对井下施工人员进行技术培训,使职工操作技术水平和业务素质进一步提高,建立有效激励机制。对于井下出现的问题,管理人员要及时妥当及时处理,不能拖拉造成窝工,以至于减缓掘进速度。
4、结束语
巷道掘进是一个系统工程,影响因素较多,其中包括煤层条件、技术装备、掘进工艺、施工工序等多个方面。通过实践发现,只要通过对现场认真考察,找出影响岩巷施工进度的各种因素,大力投入新装备、引进新技术,加强锚杆支护研究,提高支护质量和速度,同时进行科学的组织管理,多工种的平行作业,调动职工积极性,提高员工的技术素质,一定可以达到提高工效的目的。
作者简介:徐戈(1978年1月2日——),毕业于辽宁工程技术大学(原阜新矿业学院)采矿工程专业,现工作于潞安新疆煤化工(集团)有限公司二矿,工程师。
[关键词]:煤巷 快速掘进 综掘
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914x(2012)10-0281-01
1、前言
随着我国煤矿开采深度的增加和产量的提高,采掘接替关系愈来愈紧张,在现有条件下,提高煤巷掘进单进水平是确保我矿采掘接替关系正常的唯一手段。如何能够科学有效地提高煤巷综掘速度,是摆在每一位煤矿管理者和工程技术人员面前的一个现实问题。
2、工程概况
2.1地质构造
W4203工作面位于+818水平下山采区西翼,煤层倾角平均7.0°工作面内煤层总体为一宽缓的单斜构造,由东向西呈逐渐下坡趋势。工作面内无大中型构造产出。垂深255~327m。W4203工作面设计走向长度平均为1337.1m,回采走向长度为1027.7m,倾向长度为226.5m。其煤(岩)层顶底板情况为:老顶为砂砾岩,平均厚度2.56m;直接顶为细砂岩平均厚度8.52m;伪顶为炭质泥岩、页岩,平均厚度0.14m;直接底为砂岩,平均厚度4.95m;老底为5#煤,平均厚度3.34m。本工作面最大涌水量预计为200m3/d,正常涌水量为50m3/d。煤的硬度为中硬煤,普氐硬度系数f=1.7~3.0,煤层具有自燃性,自燃发火期为3~6个月,煤尘具爆炸性危险。
2.2机掘施工方式
1)生产工艺流程
开机前准备→掘进机割、装、运→运料、清浮煤→临時支护→锚杆、锚索支护→下个循环。
2)掘进机截割工艺:
掘进机采用横向往复式截割,截割时将截割头旋转调至巷道中,由巷道下中部开口进刀,左右摆动先割出槽窝,然后由下向上或者左右进行截割,进刀深度以0.5m为宜,待截割完毕护顶且打完锚杆后,再进行下一个循环,往复进行。
3)W4203皮带顺槽掘进采用EBZ--150掘进机沿煤层底板施工并自行装煤,掘进煤由刮板输送机→桥式转载机→千米皮带机→皮带下山皮带机→联络巷皮带机→上山皮带→中央煤仓。
4)检修工艺流程
检修前准备→检修掘进机各部位、加油、更换截齿、喷雾嘴,检修带式输送机及其他工作→正常掘进。
2.3支护参数选取与支护要求
(1)锚杆支护材料规格
1)顶锚杆采用圆钢锚杆,规格暂为Φ20×2200mm;帮锚杆采用圆钢锚杆,规格为Φ16×1600mm。
2)药卷采用树脂锚固剂;顶、帮每眼装两卷锚固剂,锚固剂型号为CK2335;
3)锚网梁采用Φ8mm盘条焊接制作,顶梁长3450mm,帮梁长1650mm;金属网规格为7400*1100mm菱形网;帮顶托盘采用10mmA3钢板压制的碟形托盘,规格为128×128mm。
(2)施工设备选取
(3)安装锚杆要求
1)锚杆布置方式:顶板锚杆间排距为800×800mm,两肩锚杆向外倾斜60°布置;帮锚杆间排距为800×800mm,第一根帮锚杆距顶板往下400mm处布置。
2)金属网铺设范围为全断面铺设,联网要求为网与网之间10cm联一双扣,锚梁铺设范围顶板、两帮及肩下1900mm处铺设。
3)螺母扭矩:顶锚杆不小于150N·m,两帮锚杆不小于70N·m。锚固力:顶锚杆不小于70KN,两帮锚杆不小于50KN。
4)安装锚杆前必须严格执行敲帮问顶制度,必须检查钻孔的方向、位置、深度、锚固剂型号锚杆是否符合要求,如有一项不合格,则不得安装锚杆。
(4)临时支护要求
1)架棚支护、锚网支护前探梁均采用10#槽钢。每根前探梁分别用两道吊环,固定在紧靠工作面的两排锚杆或U型钢、工字钢上;前探梁上采用木板梁维护,前探梁长度不得小于3.0m。
2)巷道开口处、锚网支护顶板严重不平、拐弯巷道无法使用前探梁或其他原因未使用前探梁时,根据现场情况使用单体液压支柱及半圆木等临时护好巷道帮顶。
3、实现煤巷快速掘进的3个环节
(1)引进先进的综掘设备
掘进机是实现煤巷快速掘进的关键设备,因此一定要根据实际情况做好分析论证和调查研究工作。目前国内使用的机型较多,重点推广的有以下几种:一是煤科总院上海分院与南京晨光机械厂研制生产的ELMB型掘进机;二是煤科总院太原分院与淮南煤机厂研制生产的EL—90型掘进机;三是煤科总院太原分院与佳木斯煤机厂研制生产的EMI2A—30型掘进机;四是淮南煤机厂与奥地利沃斯特—阿尔卑尼公司合作生产的AM—50型掘进机;五是佳木斯煤机厂与日本三井三池公司合作生产的MRH—S100—41型掘进机。此外,掘进机在液压、电气、元件的选用上,必须严格筛选,严把质量关,对部分国内产品难以过关的关键元器件应当选用先进国家的产品。有条件的矿井采用掘锚机,实现掘锚一体化,采用掘进机掘进,单体锚杆机钻装锚杆,不能实现现掘进与支护平行作业;或者在条件适宜的矿井中,推广应用连续采煤机,连续采煤机是现代化的掘进设备,配套运煤车、锚杆打眼机、铲车、转载破碎机等机械化装备,可用于煤巷多头掘进,具有速度快、用人少、效率高,配套简单,安全可靠,使用方便的优点。
(2)加强锚杆支护研究,提高支护质量和速度
合理有效的巷道支护能够保证巷道围岩的稳定性,对巷道支护施工既要便于组织快速掘进,又要使巷道在其服务期间围岩稳定,保证安全生产。在使用掘进机的巷道,由于锚杆打眼、安装占用了很多时间,影响了巷道的掘进速度,掘进与锚杆支护工作通常不能同时进行,但应当尽可能缩短钻锚的时间。主要技术措施有:及时、快速安设临时支架;采用小孔径强力钻头和高强度钻杆,以保证钻孔质量和钻进速度;通过理论分析、井下试验,找到锚索与锚杆的最佳匹配条件,使用锚索替代顶板永久支护锚杆中的一根锚杆,提高掘进速度。
(3)加强现场管理,实现平行作业
施工单位应严格按正规循环作业图表合理安排多工序平行作业,实行岗位责任制。应严格落实区队各项管理制度,把每一小班的全体人员详细划分,每个小组或个人应按照既定的循环图表,在各自的岗位上完成规定的任务,形成打顶帮锚杆、延长胶带机尾、机电设备检修、延长电缆、维护掘进机平行作业;交接班与接风水管平行作业。此外,加强对井下施工人员进行技术培训,使职工操作技术水平和业务素质进一步提高,建立有效激励机制。对于井下出现的问题,管理人员要及时妥当及时处理,不能拖拉造成窝工,以至于减缓掘进速度。
4、结束语
巷道掘进是一个系统工程,影响因素较多,其中包括煤层条件、技术装备、掘进工艺、施工工序等多个方面。通过实践发现,只要通过对现场认真考察,找出影响岩巷施工进度的各种因素,大力投入新装备、引进新技术,加强锚杆支护研究,提高支护质量和速度,同时进行科学的组织管理,多工种的平行作业,调动职工积极性,提高员工的技术素质,一定可以达到提高工效的目的。
作者简介:徐戈(1978年1月2日——),毕业于辽宁工程技术大学(原阜新矿业学院)采矿工程专业,现工作于潞安新疆煤化工(集团)有限公司二矿,工程师。