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[摘 要]随着我国煤矿产业的不断发展,高产高效采煤机械使用量不断加大。在相关研究深入背景下,我国煤矿开采在掘进成巷方面开始使用采掘锚、掘锚一体化技术,为成巷的安全性与高效性提供了有力帮助。本文基于这一背景,简单阐述了掘进成巷中存在的困难,分析了巷道掘进速度控制要点,研究了采掘锚、掘锚一体化设备,并在此基础上提出了几点技术使用注意事项。旨在完善采掘锚、掘锚一体化设备使用方式,提升巷道掘进效率。
[关键词]巷道掘进 掘锚一体化 注意事项
中图分类号:G687 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0033-01
根据统计资料显示,在具体巷道掘进中支护时间通常所占比例较重,能够达到七成左右。即使在作业中使用了锚喷、锚杆或是锚梁网设备进行的对半煤岩或煤层的支护,将巷道作业复杂性降低,但仍旧存在一些问题。问题主要表现为掘进与支护之间分离操作方面,这也是掘进速度提升的主要障碍。
一、巷道掘进速度控制要点分析
(一)第一类生产线
第一类生产线的支护设备通常采用单体锚杆钻机,设备操作直接由挖掘人员进行,属于传统意义上的生产掘进活动,在一条生产线中一般使用单体锚杆钻机的数量为3台,劳动效率难以有效提升。
另外,由于巷道支护作业的工作环境处于空顶状态,巷道顶板的安装直接关系到支护操作安全性。若顶板设置较好,在掘锚过程中空顶距较高,支护与掘进之间产生的不良影响相对较小,掘进速度也可得以提升。在这种情况下,支护作业能够更集中展开,降低了传统单体作业环境下效率偏低的不足。若巷道顶板已经对掘进产生了一定程度的制约,此时必须保障支护安全性,将安全掘进放在第一位。具体而言,可通过缩小循环进尺、缩短空顶距方式来保障支护有效性,但这些操作无疑会为掘进速度带来影响。在这种鱼与熊掌不可兼得状态下,综掘生产线在掘进成巷方面速度难以保持在稳定快速程度。
(二)第二类生产线
在第二类生产线中,锚杆钻车成为了配套支护设备。通常而言锚杆钻车属于自带动力类型,在掘进成巷工作中更倾向于机械操作层面,相对于人工操作而言效率可极大提升。但这种掘进方式同样存在速度上的问题,主要表现为掘进作业需要同时在多条巷道中进行,且操作中需通过横向贯穿保障设备使用时的换位要求,在这一背景下,掘进准备速度会极大程度的下降。
同样,机械设备工作离不开顶板条件支撑,只有在良好的巷道顶板安装下才能够在空顶距上有所保障。第二类生产线的空顶距设置一般在6米左右,从掘进工艺方面来看,若顶板条件无法保障设备运行,在掘进工作中换位是时间占用的源头,导致进尺效率下滑。
由以上两点分析不难看出,巷道掘进速度会受到顶板条件以及掘进工艺的影响,在顶板适宜、操作机械化状态下掘进成巷速度也能够有所保障。在实际操作中,成煤环境影响着目标掘进煤层的赋存条件,因此实际掘进中顶板条件也会存在差异性。因此,巷道掘进中支护作业的有机结合是提升掘进成巷速度的关键所在,也是采掘锚、掘锚一体化发展的动力源泉。
二、采掘锚、掘锚一体化设备研究
采掘锚、掘锚一体化技术实质上就是将掘进机组或是采掘机与支护设备联合起来操作的成巷掘进技术,再将两者组合成为掘进机组新模式。换言之,这是一种锚杆机与综采掘机组的综合体,也是锚杆机与连续式采煤机的综合体。这种技术不但能够实现钻煤、切割煤层的工序,还能够实现锚杆安装以及钻孔操作。因此这种操作在相关人员以及设备上需要的资源量较少。同时,由于支护空顶距会影响到掘进速度,这种操作模式可在空顶距为0.75m-1.4m状态下操作,要求极大将降低。同时在支护上可实施临时支护,掘进作业安全性得以保障且支护更为简单快捷。在不同巷道顶板条件下,采掘锚、掘锚一体化操作让掘进成巷对巷道变化的适应能力更强,掘进速度也可提升。
在设备使用方面,目前使用的设备可分为两种形式,用于快速成巷作业的保障。具体而言,第一种设备为以掘进机为载体的设备,其与锚杆机共同组成一体化设备。这种设备能够满足掘进成巷的要求,但在采煤方面效果不佳,还需在成巷中兼顾采煤操作。另一种设备为以连续式采煤机为载体的设备,其与锚杆机共同组成一体化成巷设备,在功能性方面优于第一种,能够同时满足掘进以及采煤工作要求。
就我国采掘锚、掘锚一体化设备使用方面而言,目前尚未达到自主研发成品大批量使用阶段,但在相关发展上也取得了阶段性研究成果。我国煤科院在联合其它部门、企业下共同研发了一种锚杆钻机,这是一种机载形式设备,可安装在掘进机上使用。实验中掘进机型号选用MRH-S100设备,结果显示,进尺深度约在每月389米左右,若掘进条件较优(主要为顶板硬度以及煤层硬度方面),其掘进深度可达到每月500米。该项研究为我国掘锚一体化研究领域的重大发展,为今后研究带来了希望。
三、采掘锚、掘锚一体化施工中的注意事项
(一)后配套技术
发展一体化掘进方式目的在于提升掘进速度,让矿产资源的开采效率更高。为综采工作面的实施提供帮助。但目前掘锚机组只能够实现在起落、安装、支护这三个方面的机械化作业,对于其它环节或是工序方面优势并不明显。且在巷道掘进过程中,只要其中某一环节出现问题,整个操作系统便会受到影响导致无法顺利实施后续操作。
对于上述问题而言,解决方式上首先应注意后配套状态。我国传统掘进中使用的悬臂式掘进机在后配套方面长期存在缺失点,虽然在此方面的认识时间较早,但一直没有研制出有效解决方法,这也导致了我国在采煤方面掘进机开几率以及综采机械化程度均处于偏低状态的重要原因。
澳大利亚在掘锚机的使用方面处于双巷掘进状态,配套的运输方式多为将可伸缩胶带机尾履带联合梭车共同使用,将胶带储备安排为200米,因此机尾部分的收缩或延伸能够达到100米。具体使用时表现为动态与静态两种。部分采煤机也会将储运缓冲车配备在尾部,让掘进成巷中及时处于梭车错车时间也能够实现继续出煤,提升采掘有效性。调查发现,装载了储运缓冲车的设备可容纳约20吨煤。而我国在此方面的研究在单巷道方面使用的设备为可伸缩快速跟进后配套胶带输送机,胶带宽度约在0.8m-1m之间,输送能力可达到每小时1200-1500吨左右。
(二)辅助运输高效化
采掘锚、掘锚一体化掘进成巷技术中,辅助运输对成巷速度产生着较大影响。当掘锚机组运行时,必须使用到锚杆支护技术,由于锚杆支护运输量仅为架棚方式的15%左右,因此辅助运输问题可得到极大程度的缓解。即使在这种情况下,辅助运输仍旧对掘锚一体化效率产生着影响,需要相关研究者认真思考。
在使用掘锚机组实施采掘锚、掘锚一体化时,成巷速度将得以极大提升,虽然支护材料在单位巷道长度中的运输量不及架棚方式,但从单位时间方面来看,相对于传统锚杆支护而言运输量明显提升,辅助的风筒、轨道、输送机架体以及水管等设备运输量同样会有所增加。因此相关人员应注重辅助运输系统在掘锚一体化中的运用,从多方面提升掘进成巷效率。
结束语
掘锚一体化技术虽然无法达到极大提升采煤效率目的,但能够让采煤机械更适应于变化多样的巷道环境,为快速掘进提供帮助。且由于这种技术投资少、操作灵活简单等特点,在长壁采煤领域具有较高发展前景。相关研究者还应加大研究力度,让这种技术更广泛应用于采煤操作中。
参考文献
[1] 易磊.掘锚一体化实现巷道快速掘进的几点思考[J].科技与企业,2013(20).
[2] 牛宝玉.采掘锚、掘锚一体化快速掘进成巷技术[J].煤炭工程,2009(11).
[3] 冯晋红.煤巷掘锚分离快速掘进支护技術[J].煤,2013(08).
[4] 王志刚.掘锚一体化实现煤巷快速掘进的几点思考[J].科技创新与应用,2013(13).
[关键词]巷道掘进 掘锚一体化 注意事项
中图分类号:G687 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0033-01
根据统计资料显示,在具体巷道掘进中支护时间通常所占比例较重,能够达到七成左右。即使在作业中使用了锚喷、锚杆或是锚梁网设备进行的对半煤岩或煤层的支护,将巷道作业复杂性降低,但仍旧存在一些问题。问题主要表现为掘进与支护之间分离操作方面,这也是掘进速度提升的主要障碍。
一、巷道掘进速度控制要点分析
(一)第一类生产线
第一类生产线的支护设备通常采用单体锚杆钻机,设备操作直接由挖掘人员进行,属于传统意义上的生产掘进活动,在一条生产线中一般使用单体锚杆钻机的数量为3台,劳动效率难以有效提升。
另外,由于巷道支护作业的工作环境处于空顶状态,巷道顶板的安装直接关系到支护操作安全性。若顶板设置较好,在掘锚过程中空顶距较高,支护与掘进之间产生的不良影响相对较小,掘进速度也可得以提升。在这种情况下,支护作业能够更集中展开,降低了传统单体作业环境下效率偏低的不足。若巷道顶板已经对掘进产生了一定程度的制约,此时必须保障支护安全性,将安全掘进放在第一位。具体而言,可通过缩小循环进尺、缩短空顶距方式来保障支护有效性,但这些操作无疑会为掘进速度带来影响。在这种鱼与熊掌不可兼得状态下,综掘生产线在掘进成巷方面速度难以保持在稳定快速程度。
(二)第二类生产线
在第二类生产线中,锚杆钻车成为了配套支护设备。通常而言锚杆钻车属于自带动力类型,在掘进成巷工作中更倾向于机械操作层面,相对于人工操作而言效率可极大提升。但这种掘进方式同样存在速度上的问题,主要表现为掘进作业需要同时在多条巷道中进行,且操作中需通过横向贯穿保障设备使用时的换位要求,在这一背景下,掘进准备速度会极大程度的下降。
同样,机械设备工作离不开顶板条件支撑,只有在良好的巷道顶板安装下才能够在空顶距上有所保障。第二类生产线的空顶距设置一般在6米左右,从掘进工艺方面来看,若顶板条件无法保障设备运行,在掘进工作中换位是时间占用的源头,导致进尺效率下滑。
由以上两点分析不难看出,巷道掘进速度会受到顶板条件以及掘进工艺的影响,在顶板适宜、操作机械化状态下掘进成巷速度也能够有所保障。在实际操作中,成煤环境影响着目标掘进煤层的赋存条件,因此实际掘进中顶板条件也会存在差异性。因此,巷道掘进中支护作业的有机结合是提升掘进成巷速度的关键所在,也是采掘锚、掘锚一体化发展的动力源泉。
二、采掘锚、掘锚一体化设备研究
采掘锚、掘锚一体化技术实质上就是将掘进机组或是采掘机与支护设备联合起来操作的成巷掘进技术,再将两者组合成为掘进机组新模式。换言之,这是一种锚杆机与综采掘机组的综合体,也是锚杆机与连续式采煤机的综合体。这种技术不但能够实现钻煤、切割煤层的工序,还能够实现锚杆安装以及钻孔操作。因此这种操作在相关人员以及设备上需要的资源量较少。同时,由于支护空顶距会影响到掘进速度,这种操作模式可在空顶距为0.75m-1.4m状态下操作,要求极大将降低。同时在支护上可实施临时支护,掘进作业安全性得以保障且支护更为简单快捷。在不同巷道顶板条件下,采掘锚、掘锚一体化操作让掘进成巷对巷道变化的适应能力更强,掘进速度也可提升。
在设备使用方面,目前使用的设备可分为两种形式,用于快速成巷作业的保障。具体而言,第一种设备为以掘进机为载体的设备,其与锚杆机共同组成一体化设备。这种设备能够满足掘进成巷的要求,但在采煤方面效果不佳,还需在成巷中兼顾采煤操作。另一种设备为以连续式采煤机为载体的设备,其与锚杆机共同组成一体化成巷设备,在功能性方面优于第一种,能够同时满足掘进以及采煤工作要求。
就我国采掘锚、掘锚一体化设备使用方面而言,目前尚未达到自主研发成品大批量使用阶段,但在相关发展上也取得了阶段性研究成果。我国煤科院在联合其它部门、企业下共同研发了一种锚杆钻机,这是一种机载形式设备,可安装在掘进机上使用。实验中掘进机型号选用MRH-S100设备,结果显示,进尺深度约在每月389米左右,若掘进条件较优(主要为顶板硬度以及煤层硬度方面),其掘进深度可达到每月500米。该项研究为我国掘锚一体化研究领域的重大发展,为今后研究带来了希望。
三、采掘锚、掘锚一体化施工中的注意事项
(一)后配套技术
发展一体化掘进方式目的在于提升掘进速度,让矿产资源的开采效率更高。为综采工作面的实施提供帮助。但目前掘锚机组只能够实现在起落、安装、支护这三个方面的机械化作业,对于其它环节或是工序方面优势并不明显。且在巷道掘进过程中,只要其中某一环节出现问题,整个操作系统便会受到影响导致无法顺利实施后续操作。
对于上述问题而言,解决方式上首先应注意后配套状态。我国传统掘进中使用的悬臂式掘进机在后配套方面长期存在缺失点,虽然在此方面的认识时间较早,但一直没有研制出有效解决方法,这也导致了我国在采煤方面掘进机开几率以及综采机械化程度均处于偏低状态的重要原因。
澳大利亚在掘锚机的使用方面处于双巷掘进状态,配套的运输方式多为将可伸缩胶带机尾履带联合梭车共同使用,将胶带储备安排为200米,因此机尾部分的收缩或延伸能够达到100米。具体使用时表现为动态与静态两种。部分采煤机也会将储运缓冲车配备在尾部,让掘进成巷中及时处于梭车错车时间也能够实现继续出煤,提升采掘有效性。调查发现,装载了储运缓冲车的设备可容纳约20吨煤。而我国在此方面的研究在单巷道方面使用的设备为可伸缩快速跟进后配套胶带输送机,胶带宽度约在0.8m-1m之间,输送能力可达到每小时1200-1500吨左右。
(二)辅助运输高效化
采掘锚、掘锚一体化掘进成巷技术中,辅助运输对成巷速度产生着较大影响。当掘锚机组运行时,必须使用到锚杆支护技术,由于锚杆支护运输量仅为架棚方式的15%左右,因此辅助运输问题可得到极大程度的缓解。即使在这种情况下,辅助运输仍旧对掘锚一体化效率产生着影响,需要相关研究者认真思考。
在使用掘锚机组实施采掘锚、掘锚一体化时,成巷速度将得以极大提升,虽然支护材料在单位巷道长度中的运输量不及架棚方式,但从单位时间方面来看,相对于传统锚杆支护而言运输量明显提升,辅助的风筒、轨道、输送机架体以及水管等设备运输量同样会有所增加。因此相关人员应注重辅助运输系统在掘锚一体化中的运用,从多方面提升掘进成巷效率。
结束语
掘锚一体化技术虽然无法达到极大提升采煤效率目的,但能够让采煤机械更适应于变化多样的巷道环境,为快速掘进提供帮助。且由于这种技术投资少、操作灵活简单等特点,在长壁采煤领域具有较高发展前景。相关研究者还应加大研究力度,让这种技术更广泛应用于采煤操作中。
参考文献
[1] 易磊.掘锚一体化实现巷道快速掘进的几点思考[J].科技与企业,2013(20).
[2] 牛宝玉.采掘锚、掘锚一体化快速掘进成巷技术[J].煤炭工程,2009(11).
[3] 冯晋红.煤巷掘锚分离快速掘进支护技術[J].煤,2013(08).
[4] 王志刚.掘锚一体化实现煤巷快速掘进的几点思考[J].科技创新与应用,2013(13).