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摘要:煤矿经济是国民经济的重要组成部分,对国民经济的发展与退步有着重要影响。煤矿经济的发展取决于煤矿生产,而煤矿生产又以掘进为前提,所以说煤矿生产行业,只有做好了煤矿掘进,加快了掘进速度,煤矿生产工作才能开展得更加顺利,煤矿经济才能发展得更好。
关键词:煤矿开拓;掘进工程;快速施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
提高煤矿开拓掘进工程快速施工技术及采用高效的机械设备对煤矿井巷掘进工程至关重要,在开拓掘进作业中要选用科学有效的方式,才能确保开拓掘进作业的进度和时间,保证煤矿开拓掘进工作的顺利完成。
一、我国煤巷掘进机的技术特点
连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备,在国外广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘进,以及短壁开采,已成为现代高产高效的矿井重要设备。我国引进连续采煤机始于1979年,迄今为止,大体经历了单机和成套设备引进两个阶段。目前,我国神东公司、晋城煤业、万利公司、晋神公司、鲁能集团、义煤集团等矿区使用连续采煤机,用于大断面煤巷的掘进和短壁开采。连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种:一种是间断式运输方式,工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机;另一种是连续运输方式,工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机在大断面煤巷掘进时,连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式。连续采煤机在运输巷道掘进的同时,锚杆钻车正在回风巷道进行锚杆支护作业,当连续采煤机完成一个掘进循环时,与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输的要求,两条巷道之间每隔50m掘一条联络巷。
二、煤矿开拓掘进工程快速施工技术的施工流程
1、凿岩爆破。凿岩爆破工作主要包括打眼、装药、放炮和处理瞎炮等。选择好凿岩设备和爆破工艺非常重工。
2、掘进通风。掘进通风的作用:一是排除有毒、有害气体炮烟和粉尘;二是供给工作人员足够的新鲜空气。掘进通风一般是利用局部通风扇、局扇和风筒进行通风。
3、岩石装运。把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车,运出工作面就是岩石装运工作,也称出渣。平巷掘进中一般采用装岩机进行装运作业,如铲斗后卸式、耙半式、扒爪式连续装岩机等。斜巷常用耙头号式装岩机竖井,掘进主要用悬吊式抓岩机和靠壁式抓岩机。运输岩石主要用矿车。立井掘进提升岩石主要采用吊桶和吊篮。
4、井巷支护。为了保持井巷的稳定,防止井巷围岩发生垮落和过大变形,必须进行井巷支护工作。支护工作可以落后于掘进工作面一定距离,并与掘进工作面平行进行,也可以在掘进工作结束后再进行支护。但对于不稳固的岩石必须随着掘进工作的进行及时安设临时支架,待掘进作业完成后,再把临时支架换成永久性支架。支护材料的选择要根据巷道断面大小、形状、服务年限、地压大小等因素综合考虑。根据支护材料和形式的不同,主要有木支架、金属支架、钢筋混凝土支架和混凝土或石材砌支护。
三、影响煤矿快速掘进的因素分析
国内目前所使用的煤矿掘进方法为巷道掘进,该方法具有综合性特点,其掘进速度不仅取决于设备的科技含量,还取决于掘进工序。要提及的是,在巷道掘进中,不管选用何种掘进设备,只要进入掘进循环系统,设备的掘进速度都会受到影响,难以保持持续的快速掘进状态。对掘进设备在掘进循环系统中难以实现快速掘进的原因进行分析,发现其影响因素主要包括以下几个部分:
1、掘进设备的性能影响
掘进设备性能不高,或者设备本身存在质量问题是难以实现巷道快速掘进的原因之一。尽管我国目前的煤矿掘进与煤矿生产技术已经有了很的发展,各种性能优良、技术先进的掘进设备被不断引进、开发并应用,但与西方发达国家比起来,我国现有的掘进设备仍然存在性能不高、整体水平落后问题。掘进设备的集成化、智能化、数字控制化程度不足是导致设备无法实现快速掘进的主要原因。
2、掘进工艺不当
除了掘进设备性能方面的影响之外,掘进工艺使用不当或工艺落后也会减缓掘进速度,致使其无法实现快速掘进。相关资料显示,煤矿巷道掘进时,巷道支护施工所占据的时间比掘进施工占据的时间多得多,大约占了总时间的70%。后来随着巷道掘进工艺的改进,掘进后期的支护施工工艺得到了一定程度上的简化,适当减少了支护施工时间,但巷道掘进中支护施工与掘进作业的分离仍然会造成时间浪费,消耗大量的煤矿掘进时间,减缓掘进速度。另外,巷道掘进还会经常遇到矿井老化问题,如果矿井老化程度严重,需要先对矿井进行维修,确保安全后再实施掘进,这样更容易减缓巷道掘进速度,影响煤矿生产效益。
3、掘进组织安排不到位,管理不当
煤矿巷道掘进速度以及掘进工作能否顺利开展,主要取决于施工组织安排,如果掘进前期人员安排、工作安排、设备配置等工作是否得当,如果安排得当,掘进工作的开展会变得顺利,反之则有可能受到影响。所以在煤矿掘进前期,务必要做好万全准备,保证巷道掘进组织安排到位,以此来提高巷道掘进速度,减少掘进时间的浪费。
四、有利于煤矿巷道快速掘进的措施
1、先进的地质探测技术
煤矿采掘环境比较复杂,地质条件对巷道快速掘进有着重要的影响,因此,先进的地质探测技术有利于煤矿采掘效率的提高,对煤矿企业来说,具有深远的意义。通过先进的地质探测技术,可得到精确、完整的地质测量信息,煤矿企业根据测量信息制定出科学的、合理的设计目标,在煤矿巷道掘进的过程中,也可对无法预期的地质问题及时进行处理。先进的地质探测技术是保障煤矿巷道快速掘进的有力手段,地质探测技术方法有很多,例如钻探、物探、巷探等,通过这些技术方法的运用可了解到煤层地质构造、水文地质、岩层等信息,减少或避免出现误揭煤、误透构造水、误透老空老巷积水等情况,还可有效预防瓦斯事故、突水事故,从而保障了施工人员的生命安全,实现煤矿企业安全生产的目标。煤矿企业在巷道采掘前,首先应探测矿区地质,合理安排钻探设计图纸,为避免出现安全事故,提前制定出相关的预防与处理措施。施工人员要严格按照设计图纸,来执行施工计划,一旦发现施工与设计图纸不相符,就要及时上报给相关部门。按照设计图纸来施工,是保证施工质量与效率的前提。因此,做好地质探测工作是一件至关重要的事,为煤矿巷道快速掘进工程打下基础。
2、不断改进掘进设备与施工方法
掘进设备是开展煤矿巷道采掘工作的必要工具,同样也是影响巷道快速掘进的重要因素之一,掘进设备的好坏将直接影响采掘速度、采掘效率以及生产安全度,煤矿企业要结合采掘工程配置相应的掘进设备,在掘进的过程中,不断创新和发展掘进技术,提高自身掘进能力。做好掘进设备的液压系统、电气系统的养护工作,使掘进机能够发挥出最佳的性能,保证设备的安全稳定运作。煤矿企业施工方法也应在不断改进中,但从目前的施工方法来看,似乎对提高巷道掘进速度没有多大的作用,还是需要加强对施工方法与工艺的研究。
3、加大施工組织管理力度
安全是保障生产效率的基础,也是煤矿企业生存、发展的关键,煤矿生产离不开安全二字。煤矿企业在工程施工的过程中,要严格按照安全生产的规章制度来执行,务必将安全落实到每一工作环节。在全面保障安全的同时,尽量实现多工序平行作业、交叉作业,借此提高煤矿采掘速度,缩短作业时间,合理配置施工工序,加大组织管理力度,加强各个工作、工种、作业之间的衔接,提高综掘技术与水平。
结束语
综上所述,煤矿巷道快速掘进工程是集综合性、系统性为一体的组织活动,其中包括生产、技术、工艺、设备、安全、人员等多方面的管理,任一阶段都会对掘进速度造成影响,为提高掘进质量和效率,要通过行之有效的措施来实现煤矿企业生产效率的提升。
参考文献
[1]史宏涛,陈辉,张晓东,等.煤矿开拓掘进工程快速施工技术研究[J].科技信息,2012(11).
[2]张召冉.炮掘岩巷掘进影响因子系统分析及综合评价研究[D].北京:中国矿业大学,2013.
关键词:煤矿开拓;掘进工程;快速施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
提高煤矿开拓掘进工程快速施工技术及采用高效的机械设备对煤矿井巷掘进工程至关重要,在开拓掘进作业中要选用科学有效的方式,才能确保开拓掘进作业的进度和时间,保证煤矿开拓掘进工作的顺利完成。
一、我国煤巷掘进机的技术特点
连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备,在国外广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘进,以及短壁开采,已成为现代高产高效的矿井重要设备。我国引进连续采煤机始于1979年,迄今为止,大体经历了单机和成套设备引进两个阶段。目前,我国神东公司、晋城煤业、万利公司、晋神公司、鲁能集团、义煤集团等矿区使用连续采煤机,用于大断面煤巷的掘进和短壁开采。连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种:一种是间断式运输方式,工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机;另一种是连续运输方式,工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机在大断面煤巷掘进时,连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式。连续采煤机在运输巷道掘进的同时,锚杆钻车正在回风巷道进行锚杆支护作业,当连续采煤机完成一个掘进循环时,与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输的要求,两条巷道之间每隔50m掘一条联络巷。
二、煤矿开拓掘进工程快速施工技术的施工流程
1、凿岩爆破。凿岩爆破工作主要包括打眼、装药、放炮和处理瞎炮等。选择好凿岩设备和爆破工艺非常重工。
2、掘进通风。掘进通风的作用:一是排除有毒、有害气体炮烟和粉尘;二是供给工作人员足够的新鲜空气。掘进通风一般是利用局部通风扇、局扇和风筒进行通风。
3、岩石装运。把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车,运出工作面就是岩石装运工作,也称出渣。平巷掘进中一般采用装岩机进行装运作业,如铲斗后卸式、耙半式、扒爪式连续装岩机等。斜巷常用耙头号式装岩机竖井,掘进主要用悬吊式抓岩机和靠壁式抓岩机。运输岩石主要用矿车。立井掘进提升岩石主要采用吊桶和吊篮。
4、井巷支护。为了保持井巷的稳定,防止井巷围岩发生垮落和过大变形,必须进行井巷支护工作。支护工作可以落后于掘进工作面一定距离,并与掘进工作面平行进行,也可以在掘进工作结束后再进行支护。但对于不稳固的岩石必须随着掘进工作的进行及时安设临时支架,待掘进作业完成后,再把临时支架换成永久性支架。支护材料的选择要根据巷道断面大小、形状、服务年限、地压大小等因素综合考虑。根据支护材料和形式的不同,主要有木支架、金属支架、钢筋混凝土支架和混凝土或石材砌支护。
三、影响煤矿快速掘进的因素分析
国内目前所使用的煤矿掘进方法为巷道掘进,该方法具有综合性特点,其掘进速度不仅取决于设备的科技含量,还取决于掘进工序。要提及的是,在巷道掘进中,不管选用何种掘进设备,只要进入掘进循环系统,设备的掘进速度都会受到影响,难以保持持续的快速掘进状态。对掘进设备在掘进循环系统中难以实现快速掘进的原因进行分析,发现其影响因素主要包括以下几个部分:
1、掘进设备的性能影响
掘进设备性能不高,或者设备本身存在质量问题是难以实现巷道快速掘进的原因之一。尽管我国目前的煤矿掘进与煤矿生产技术已经有了很的发展,各种性能优良、技术先进的掘进设备被不断引进、开发并应用,但与西方发达国家比起来,我国现有的掘进设备仍然存在性能不高、整体水平落后问题。掘进设备的集成化、智能化、数字控制化程度不足是导致设备无法实现快速掘进的主要原因。
2、掘进工艺不当
除了掘进设备性能方面的影响之外,掘进工艺使用不当或工艺落后也会减缓掘进速度,致使其无法实现快速掘进。相关资料显示,煤矿巷道掘进时,巷道支护施工所占据的时间比掘进施工占据的时间多得多,大约占了总时间的70%。后来随着巷道掘进工艺的改进,掘进后期的支护施工工艺得到了一定程度上的简化,适当减少了支护施工时间,但巷道掘进中支护施工与掘进作业的分离仍然会造成时间浪费,消耗大量的煤矿掘进时间,减缓掘进速度。另外,巷道掘进还会经常遇到矿井老化问题,如果矿井老化程度严重,需要先对矿井进行维修,确保安全后再实施掘进,这样更容易减缓巷道掘进速度,影响煤矿生产效益。
3、掘进组织安排不到位,管理不当
煤矿巷道掘进速度以及掘进工作能否顺利开展,主要取决于施工组织安排,如果掘进前期人员安排、工作安排、设备配置等工作是否得当,如果安排得当,掘进工作的开展会变得顺利,反之则有可能受到影响。所以在煤矿掘进前期,务必要做好万全准备,保证巷道掘进组织安排到位,以此来提高巷道掘进速度,减少掘进时间的浪费。
四、有利于煤矿巷道快速掘进的措施
1、先进的地质探测技术
煤矿采掘环境比较复杂,地质条件对巷道快速掘进有着重要的影响,因此,先进的地质探测技术有利于煤矿采掘效率的提高,对煤矿企业来说,具有深远的意义。通过先进的地质探测技术,可得到精确、完整的地质测量信息,煤矿企业根据测量信息制定出科学的、合理的设计目标,在煤矿巷道掘进的过程中,也可对无法预期的地质问题及时进行处理。先进的地质探测技术是保障煤矿巷道快速掘进的有力手段,地质探测技术方法有很多,例如钻探、物探、巷探等,通过这些技术方法的运用可了解到煤层地质构造、水文地质、岩层等信息,减少或避免出现误揭煤、误透构造水、误透老空老巷积水等情况,还可有效预防瓦斯事故、突水事故,从而保障了施工人员的生命安全,实现煤矿企业安全生产的目标。煤矿企业在巷道采掘前,首先应探测矿区地质,合理安排钻探设计图纸,为避免出现安全事故,提前制定出相关的预防与处理措施。施工人员要严格按照设计图纸,来执行施工计划,一旦发现施工与设计图纸不相符,就要及时上报给相关部门。按照设计图纸来施工,是保证施工质量与效率的前提。因此,做好地质探测工作是一件至关重要的事,为煤矿巷道快速掘进工程打下基础。
2、不断改进掘进设备与施工方法
掘进设备是开展煤矿巷道采掘工作的必要工具,同样也是影响巷道快速掘进的重要因素之一,掘进设备的好坏将直接影响采掘速度、采掘效率以及生产安全度,煤矿企业要结合采掘工程配置相应的掘进设备,在掘进的过程中,不断创新和发展掘进技术,提高自身掘进能力。做好掘进设备的液压系统、电气系统的养护工作,使掘进机能够发挥出最佳的性能,保证设备的安全稳定运作。煤矿企业施工方法也应在不断改进中,但从目前的施工方法来看,似乎对提高巷道掘进速度没有多大的作用,还是需要加强对施工方法与工艺的研究。
3、加大施工組织管理力度
安全是保障生产效率的基础,也是煤矿企业生存、发展的关键,煤矿生产离不开安全二字。煤矿企业在工程施工的过程中,要严格按照安全生产的规章制度来执行,务必将安全落实到每一工作环节。在全面保障安全的同时,尽量实现多工序平行作业、交叉作业,借此提高煤矿采掘速度,缩短作业时间,合理配置施工工序,加大组织管理力度,加强各个工作、工种、作业之间的衔接,提高综掘技术与水平。
结束语
综上所述,煤矿巷道快速掘进工程是集综合性、系统性为一体的组织活动,其中包括生产、技术、工艺、设备、安全、人员等多方面的管理,任一阶段都会对掘进速度造成影响,为提高掘进质量和效率,要通过行之有效的措施来实现煤矿企业生产效率的提升。
参考文献
[1]史宏涛,陈辉,张晓东,等.煤矿开拓掘进工程快速施工技术研究[J].科技信息,2012(11).
[2]张召冉.炮掘岩巷掘进影响因子系统分析及综合评价研究[D].北京:中国矿业大学,2013.