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【摘 要】 改革开放以来,我国的现代化经济快速稳步发展,煤矿对国民经济的持续发展起着至关重要的作用,本文以煤矿巷道快速掘进为研究对象,首先总结了设备因素、施工工艺因素、施工组织管理因素、以及施工地质因素对煤矿巷道快速掘进的主要影响,进而简要分析了实现煤矿巷道快速掘进应采取的主要措施,希望能够引起各方特别关注与重视。
【关键词】 煤矿;巷道;快速掘进;影响因素;技术措施
前言:
近年来,随着科学技术的良好发展以及城市化进程的加快,社会大众对于各类能源的需求不断提升,各行业领域发展对于煤炭资源的需求也显著发展。据相关统计资料数据显示:巷道施工占据整个矿山井巷工程施工90%以上的比例。特别是对于所处地位极其关键的煤矿巷道而言,如何实现快速掘进,提高整个井下开采工作质量与水平,这一问题值得各方工作人员加以深入研究。
一、影响煤矿巷道快速掘进的因素分析
科技的进步带来了巨大的经济效益,当前的煤矿巷道快速掘进技术有了很大的改进,具有突出的系统性特征,这也就意味着在掘进过程中,多个方面因素均会对掘进质量产生不小的影响。其中,不单单涉及到快速掘进设备运行质量这一因素,同时也与各环节施工工艺、施工组织管理方式、以及施工环境下的地质条件等因素密切相关。具体而言,可归纳为以下几个方面。
1、快速掘进设备因素
在现代科学技术与煤矿掘进领域相互融合的过程中,煤矿巷道快速掘进速度已伴随着快速掘进设备的不断更新而有所发展。综掘机设备被广泛应用于煤矿巷道快速掘进过程当中。但在掘进性能、刀具消耗、以及维修周期等方面仍然存在一定的缺陷,需要进一步发展。同时,从支护设备的角度上来说,综掘机掘进过程中所应用的支护设备多为单体锚杆钻机设备。此种设备锚杆部件的安装需要完全依赖于人工,即便多台钻机设备同时运行,其作业水平仍然相对较低。更加关键的一点是:在所掘进煤矿巷道顶板条件较差的情况下,现场作业人员仅能够通过缩小循环进尺的方式来确保支护有效,最终将导致掘进速度降低。
2、快速掘进施工工艺因素
受到快速掘进设备运行性能的影响,导致快速掘进施工工艺方面同样存在一定的问题。据实践数据来看,仅巷道支护这一施工环节,所消耗时间就占到了整个巷道快速掘进作业时间的70%左右。尽管绝大部分煤矿巷道快速掘进施工中,均采取了锚喷、锚杆、以及锚梁网联合支护的手段,使得快速掘进巷道的支护难度达到降低。但煤矿巷道掘进速度的提升仍然存在比较严重的问题。最根本的原因就在于:巷道掘进过程中,掘进与支护始终处于相互分离的状态。同时,现阶段所开采的部分矿井基本处于老化状态,风钻风压存在缺失,导致打眼速度过慢,无法在时间安排内完成巷道的掘进作业。
3、快速掘进施工组织管理因素
在整个煤炭行业经济形势不断发展与优化的背景之下,各类煤矿原煤产量呈现出供不应求的发展趋势。在这一因素作用之下,部分煤矿企业过分关注于对短期利益的追求,不重视对企业长远发展的关注,导致巷道快速掘进过程中的施工组织管理存在很大的问题。职责划分不够明确,职工工作积极性无法得到充分调动,在一定程度上对巷道快速掘进尺,乃至整个工作质量产生不良影响。
4、快速掘进施工地质因素
煤矿巷道快速掘进施工过程中的地质条件主要包括:掘进巷道工作面顶板、底板稳定程度、工作面煤岩硬度、结构、瓦斯涌出量等。良好的地质条件能够为巷道快速掘进施工创造基本条件。但如果地质条件过于复杂,则势必会导致快速掘进受到多方因素的制约。举例来说,若某快速掘进巷道工作面顶板条件不好,控顶距数值较低,则综掘机在进行一段距离的掘进作业之后,为保障巷道安全性,需要退出工作区域并进行支护,支护完成后再次掘进,掘进速度缓慢。
二、巷道快速掘进技术的解决措施
2.1加强支护质量控制
如图1所示,该工程顶帮部采用20×2200mm的左旋螺纹钢高强锚杆,锚杆眼深为2100~2150mm,钢筋锚网规格为直径6mm,网格100×l00mm,长×宽=2000×l000mm。拱部每排施工不少于7根锚杆后方可进行下排施工或其它作业,帮部锚杆滞后迎头不超过10m。锚杆垫板要紧贴金属网及岩面,锚杆间排距为800×800mm,误差不得超过100mm,锚杆方向与巷道轮廓线角度不得低于75°,锚杆头露出螺母15~50mm,螺帽安装必须确保扭矩在140mm以上。
2.2加强矿区的地质预测工作
对于一些地质条件复杂的矿井来说,断层以及构造带不仅影响煤矿掘进的速度,还威胁到煤矿的安全生产。因此,煤矿企业可以利用三维物探、钻探以及巷探等技术进行超前地质探测,对煤矿的地质构造以及岩层等地质信息进行控制,并对其进行动态的分析,煤矿企业要结合自身的特点,对矿区进行地质探测,坚持防治水原则,为我国煤矿巷道快速掘进打下良好的基础。
2.3改进煤矿的施工工艺
我国煤矿安全生产的实践表明,一般煤矿岩巷锚喷支护施工的工艺都是“锚、喷、喷”这样一个过程。受岩性变化的影响,原有的施工管理工艺在光面爆破不理想的时候会影响煤矿巷道的支护效果,其掘进速度也就不能得到提高。其支护的网片、锚杆托盘等不能够贴紧岩面,这样不仅支护会费时费力,还会留有安群隐患。因此,我国煤矿企业要根据自身的实际情况,改进煤矿施工工艺和方法,快速推行岩巷“喷、锚、喷”施工工艺,这样不仅可以缩短支护实践,还能够提高支护效果,加快煤矿巷道掘进的速度。
2.4对快速掘进施工工艺进行合理的优化
在持续应用现阶段常规快速掘进施工工艺的基础之上,还需要施工队伍结合快速掘进煤矿巷道的实际情况,逐步将深孔爆破、以及中孔爆破等现代化的施工工艺应用到实际工作中。同时,还需要充分保障施工工艺的连续性。各施工环节相互之间应当实现平行的作业模式,以保障巷道掘进的高效性。
2.5对快速掘进施工组织管理模式加以发展
从施工组织管理的角度上来说,为在保障施工安全的基础之上实现对掘进速度的合理提升,需要重点关注以下几个方面的问题:(1)多施工工序可采取平行且交叉的作业方式,合理配置施工资源,确保各环节施工有效;(2)在施工现场工作队伍管理中,引入以工种岗位制度为中心的管理模式,提高各专业、各工种施工现场的配合度;(3)施工过程中特别重视对循环作业模式的实践与发展。安全是任何一个企业生存和发展的基础和前提,而对于煤矿生产来说,安全则更为重要。煤矿生产的第一要务就是要落实安全生产规程,在确保安全的基础上进行煤矿施工、掘进等。煤矿企业要加强煤矿的施工组织管理,提高施工人员的素质,提高煤矿的综合掘进水平。为充分调动工人积极性,应引入激励制度,实行科学合理的计分模式及验收标准。掘进作业班组工资和奖金同掘进进尺、设备日常维护、文明施工挂钩。维护工和其它辅助人员工资和奖金同掘进作业班挂钩,并同日常工作质量挂钩。
三、结束语
大量的实践研究结果证实:煤矿巷道快速掘进施工的可靠性直接关系着整个煤矿工作面开采作业的可持续性以及安全性,需要在实际工作中加以特别重视。为最大限度的保障煤矿巷道快速掘进施工的稳定开展,就需要充分把握各项可能对快速掘进施工质量产生影响的因素,并采取相应的技术措施。总而言之,本文针对影响煤矿巷道快速掘进的主要因素及所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明,希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献:
[1]李建文.浅谈煤矿井下巷道掘进衔接时应该注意的关键問题[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2011(11).
[2]郑楠.加强掘进管理技术,提升煤矿的市场竞争力——有效提高我国煤矿巷道掘进效率[J].科技资讯,2012(9).
[3]郭纯等.地下全空间瞬变电磁技术在煤矿巷道掘进头的连续跟踪超前探测[J].地震地质,2006(3).
【关键词】 煤矿;巷道;快速掘进;影响因素;技术措施
前言:
近年来,随着科学技术的良好发展以及城市化进程的加快,社会大众对于各类能源的需求不断提升,各行业领域发展对于煤炭资源的需求也显著发展。据相关统计资料数据显示:巷道施工占据整个矿山井巷工程施工90%以上的比例。特别是对于所处地位极其关键的煤矿巷道而言,如何实现快速掘进,提高整个井下开采工作质量与水平,这一问题值得各方工作人员加以深入研究。
一、影响煤矿巷道快速掘进的因素分析
科技的进步带来了巨大的经济效益,当前的煤矿巷道快速掘进技术有了很大的改进,具有突出的系统性特征,这也就意味着在掘进过程中,多个方面因素均会对掘进质量产生不小的影响。其中,不单单涉及到快速掘进设备运行质量这一因素,同时也与各环节施工工艺、施工组织管理方式、以及施工环境下的地质条件等因素密切相关。具体而言,可归纳为以下几个方面。
1、快速掘进设备因素
在现代科学技术与煤矿掘进领域相互融合的过程中,煤矿巷道快速掘进速度已伴随着快速掘进设备的不断更新而有所发展。综掘机设备被广泛应用于煤矿巷道快速掘进过程当中。但在掘进性能、刀具消耗、以及维修周期等方面仍然存在一定的缺陷,需要进一步发展。同时,从支护设备的角度上来说,综掘机掘进过程中所应用的支护设备多为单体锚杆钻机设备。此种设备锚杆部件的安装需要完全依赖于人工,即便多台钻机设备同时运行,其作业水平仍然相对较低。更加关键的一点是:在所掘进煤矿巷道顶板条件较差的情况下,现场作业人员仅能够通过缩小循环进尺的方式来确保支护有效,最终将导致掘进速度降低。
2、快速掘进施工工艺因素
受到快速掘进设备运行性能的影响,导致快速掘进施工工艺方面同样存在一定的问题。据实践数据来看,仅巷道支护这一施工环节,所消耗时间就占到了整个巷道快速掘进作业时间的70%左右。尽管绝大部分煤矿巷道快速掘进施工中,均采取了锚喷、锚杆、以及锚梁网联合支护的手段,使得快速掘进巷道的支护难度达到降低。但煤矿巷道掘进速度的提升仍然存在比较严重的问题。最根本的原因就在于:巷道掘进过程中,掘进与支护始终处于相互分离的状态。同时,现阶段所开采的部分矿井基本处于老化状态,风钻风压存在缺失,导致打眼速度过慢,无法在时间安排内完成巷道的掘进作业。
3、快速掘进施工组织管理因素
在整个煤炭行业经济形势不断发展与优化的背景之下,各类煤矿原煤产量呈现出供不应求的发展趋势。在这一因素作用之下,部分煤矿企业过分关注于对短期利益的追求,不重视对企业长远发展的关注,导致巷道快速掘进过程中的施工组织管理存在很大的问题。职责划分不够明确,职工工作积极性无法得到充分调动,在一定程度上对巷道快速掘进尺,乃至整个工作质量产生不良影响。
4、快速掘进施工地质因素
煤矿巷道快速掘进施工过程中的地质条件主要包括:掘进巷道工作面顶板、底板稳定程度、工作面煤岩硬度、结构、瓦斯涌出量等。良好的地质条件能够为巷道快速掘进施工创造基本条件。但如果地质条件过于复杂,则势必会导致快速掘进受到多方因素的制约。举例来说,若某快速掘进巷道工作面顶板条件不好,控顶距数值较低,则综掘机在进行一段距离的掘进作业之后,为保障巷道安全性,需要退出工作区域并进行支护,支护完成后再次掘进,掘进速度缓慢。
二、巷道快速掘进技术的解决措施
2.1加强支护质量控制
如图1所示,该工程顶帮部采用20×2200mm的左旋螺纹钢高强锚杆,锚杆眼深为2100~2150mm,钢筋锚网规格为直径6mm,网格100×l00mm,长×宽=2000×l000mm。拱部每排施工不少于7根锚杆后方可进行下排施工或其它作业,帮部锚杆滞后迎头不超过10m。锚杆垫板要紧贴金属网及岩面,锚杆间排距为800×800mm,误差不得超过100mm,锚杆方向与巷道轮廓线角度不得低于75°,锚杆头露出螺母15~50mm,螺帽安装必须确保扭矩在140mm以上。
2.2加强矿区的地质预测工作
对于一些地质条件复杂的矿井来说,断层以及构造带不仅影响煤矿掘进的速度,还威胁到煤矿的安全生产。因此,煤矿企业可以利用三维物探、钻探以及巷探等技术进行超前地质探测,对煤矿的地质构造以及岩层等地质信息进行控制,并对其进行动态的分析,煤矿企业要结合自身的特点,对矿区进行地质探测,坚持防治水原则,为我国煤矿巷道快速掘进打下良好的基础。
2.3改进煤矿的施工工艺
我国煤矿安全生产的实践表明,一般煤矿岩巷锚喷支护施工的工艺都是“锚、喷、喷”这样一个过程。受岩性变化的影响,原有的施工管理工艺在光面爆破不理想的时候会影响煤矿巷道的支护效果,其掘进速度也就不能得到提高。其支护的网片、锚杆托盘等不能够贴紧岩面,这样不仅支护会费时费力,还会留有安群隐患。因此,我国煤矿企业要根据自身的实际情况,改进煤矿施工工艺和方法,快速推行岩巷“喷、锚、喷”施工工艺,这样不仅可以缩短支护实践,还能够提高支护效果,加快煤矿巷道掘进的速度。
2.4对快速掘进施工工艺进行合理的优化
在持续应用现阶段常规快速掘进施工工艺的基础之上,还需要施工队伍结合快速掘进煤矿巷道的实际情况,逐步将深孔爆破、以及中孔爆破等现代化的施工工艺应用到实际工作中。同时,还需要充分保障施工工艺的连续性。各施工环节相互之间应当实现平行的作业模式,以保障巷道掘进的高效性。
2.5对快速掘进施工组织管理模式加以发展
从施工组织管理的角度上来说,为在保障施工安全的基础之上实现对掘进速度的合理提升,需要重点关注以下几个方面的问题:(1)多施工工序可采取平行且交叉的作业方式,合理配置施工资源,确保各环节施工有效;(2)在施工现场工作队伍管理中,引入以工种岗位制度为中心的管理模式,提高各专业、各工种施工现场的配合度;(3)施工过程中特别重视对循环作业模式的实践与发展。安全是任何一个企业生存和发展的基础和前提,而对于煤矿生产来说,安全则更为重要。煤矿生产的第一要务就是要落实安全生产规程,在确保安全的基础上进行煤矿施工、掘进等。煤矿企业要加强煤矿的施工组织管理,提高施工人员的素质,提高煤矿的综合掘进水平。为充分调动工人积极性,应引入激励制度,实行科学合理的计分模式及验收标准。掘进作业班组工资和奖金同掘进进尺、设备日常维护、文明施工挂钩。维护工和其它辅助人员工资和奖金同掘进作业班挂钩,并同日常工作质量挂钩。
三、结束语
大量的实践研究结果证实:煤矿巷道快速掘进施工的可靠性直接关系着整个煤矿工作面开采作业的可持续性以及安全性,需要在实际工作中加以特别重视。为最大限度的保障煤矿巷道快速掘进施工的稳定开展,就需要充分把握各项可能对快速掘进施工质量产生影响的因素,并采取相应的技术措施。总而言之,本文针对影响煤矿巷道快速掘进的主要因素及所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明,希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献:
[1]李建文.浅谈煤矿井下巷道掘进衔接时应该注意的关键問题[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2011(11).
[2]郑楠.加强掘进管理技术,提升煤矿的市场竞争力——有效提高我国煤矿巷道掘进效率[J].科技资讯,2012(9).
[3]郭纯等.地下全空间瞬变电磁技术在煤矿巷道掘进头的连续跟踪超前探测[J].地震地质,2006(3).