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摘要:近年来,伴随着经济社会发展对于能源的庞大需求,煤炭企业及其上下游产业链取得了较大发展,加之众多大型现代化科技与机械设备的推广应用,煤炭开采作业环境得到了极大改善,煤炭产品产量也得到了显著提高。从我国煤炭蕴藏的地质条件来看,大多为山区丘陵地带的底层煤,这也使得井下采掘成为了我国煤炭企业常见的作业环境。而在此过程中,井下岩巷快速掘进成为了长期以来让煤炭企业技术人员头疼的问题,即便有着更多先进的机电设备投入使用,也要结合好地质、湿度等现实条件,采取科学的掘进方法,才能保障生产的有序开展。笔者在大型煤炭企业就职多年,结合自身实践工作经验借本文表述关于轨道下山岩巷快速掘进采煤技术实践应用现状及发展趋势的观点。
关键词:轨道下山;岩巷快速掘进;应用现状;发展趋势
1 前言:
轨道下山是煤矿企业井下开采作业常见的施工方式之一,由于在岩巷采掘过程中,会产生很多煤矸石等材料,而采掘突出部的空间有限,必须及时清理这些煤矸石,才能更好地向下进行煤炭采掘工作。因此,就需要在排除煤矸石等其他材料的实际需求下,迅速铺置轨道,利用绞车及时清理采掘现场。而在井下复杂的作业环境中,如何实现岩巷快速掘进更是原煤得以大量开采的关键。笔者认为,在方法科学的前提下,还是应当进一步规范操作流程,从众多环节的细节做起,才能更好地提升岩巷掘进的科技水平,确保采掘任务顺利完成。
2 轨道下山岩巷快速掘进的注意事项与应对措施
由于矿井地质条件的不同,煤炭岩巷开采掘进往往存在一定的坡度,在此过程中,需要结合实际情况选择装载设备。通常情况下,多采用矿车运输原煤,而在运输环节中,牵引装置的检修与维护显得非常重要。与此同时,在一些弯道,坡度较大路面,还要设置断绳保险和挡车器这些防护措施,才能最大限度保障现场施工人员的安全。笔者结合多年一线工作经验总结认为,岩巷快速掘进中应当重点围绕下述两方面做好防护措施:
2.1多措并举防止跑车现象
跑车是井下运输过程中常见的安全事故隐患之一,解决方法通常是在提升钢丝绳的尾部钩头以上联结一根环形的钢丝绳。提升时把安全绳套在矿车上,以免脱钩跑车。提升矿车时,挡杆被矿车带起,车过后借自重而落在轨道上。
2.2处理好现场排水工作
在掘进下山时,工作面积水不仅会带来繁重的辅助工作,而且会恶化工作面的作业条件,直接影响工程质量和安全。鉴于此,笔者认为,在地下开采矿山的初期建设和生产中,竖井和斜井的快速施工、水平巷道的快速掘进尤为重要。提高平巷施工技术,加快掘进速度,对缩短矿山基建周期、实现矿山稳产高产、均衡生产,具有重要意义。对巷道顶底板、工作面的涌水应采用截、排的方法解决。
3 轨道下山岩巷快速掘进的影响因素
近年来,尤其是进入二十一世纪以后的十余年来,煤炭开采行业及其工艺取得了较大进步,这与机电一体化设备的发展息息相关。伴随着国家对于行业布局的调整,越来越多的中小型煤炭企业被大型煤炭企业整合并购,煤炭开采行业呈现出了大机械化、大纵深、高效率、高科技的生产经营态势。然而,这些趋势的普及与应用并不是绝对,在一些地质条件特殊的矿井内,全机械化作业并不能够完全展開,加之安全管理的复杂性,在轨道下山岩巷快速掘进的工作面中,还存在着下述不容忽视的影响因素:
3.1人的因素
在复杂的井下环境下,影响矿井岩巷掘进的因素很多,因此,在施工前和劳动过程中,加大对工人的技能培训尤为重要,劳动者的劳动技能获得改善,可极大提高工作效率。除了上述这些,各生产班组直接管理者的技术水平、组织能力、管理能力、培训能力等方面在施工组织中也很重要。
3.2施工机械设备及生产技术因素
钻眼、爆破与装运是巷道施工中主要工序,而钻眼与装运设备的合理选择及使用将直接决定巷道掘进速度。根据我国井巷掘进当前施工水平,广泛采用的仍是钻爆法施工,而支护方式基本为锚喷支护。经多年实践,笔者认为,可以从加大孔深和孔径入手,中深孔(5m)爆破也是可行的。同时,为加强巷道成型,由于加大孔径而减少的扩炮孔数量可转移至周边,即增加周边眼数量,保证光爆效果。而且,增加孔深和炮眼数可以提高台车的纯钻眼时间,充分发挥高效设备的利用率。选用合格的喷浆料生产砼,并选择湿喷工艺,不但可提高喷浆效果,减少回弹率,还可改善工作环境。
3.3施工地点的环境因素及安全性
地下突水、瓦斯、高地温及高压力围岩变形等自然灾害将直接危害巷道施工安全,其在施工中可借助相关设备进行监测,采取必要措施达到安全条件,但其势必影响施工进度。平巷掘进,基本为独头施工,掌子面空间狭小,人员、机械较多,空气质量差,特别是钻眼和出碴时。鉴于此,笔者认为,必须加强通风,保证空气质量及能见度,减少安全隱患。与此同时,在保证个人施工能力及操作规范性同时,应当安排合理工作时间、保持施工人员的良好施工状态。
4 轨道下山岩巷快速掘进采煤技术发展趋势分析
4.1优化快速掘进施工设备,提高施工机械化水平
众多机电一体化设备的广泛应用为煤炭企业发展带来了新的契机。笔者认为,在应用新型机电一体化设备开展岩巷快速掘进施工的过程中,应当侧重考虑以下几方面的问题:首先,确认该施工现场在巷道掘进过程当中是否容易产生顶底板出水质量问题;其次,矿井施工现场巷道掘进施工过程中,可应用激光指向仪装置针对该作业巷道进行中腰线控制处理,以此种方式确保中腰线施工质量的稳定性与精确性。
4.2优化煤矿施工快速掘进技术应用过程中的出矸系统
客观来讲,在目前我国煤炭企业施工作业现场巷道掘进施工过程中,扒装及运输等各个环节均实现了机械化的施工作业方式。此过程当中,出矸方式包括以下几个关键流程:迎头耙矸机——皮带机——梭车——矿车——电机车运输。在应用皮带机对矸石进行运输的过程当中,该环节的运输事故得到了最大限度的缓解与控制,且排矸能力得到了稳定提升。与此同时,梭车装置的应用极大缓解了巷道快速掘进施工过程当中迎头矸石积压过多而对施工进度造成不利影响,实现了出矸系统在整个煤矿施工快速掘进中的机械化应用。
4.3提升岩巷快速掘进过程中的爆破工艺
此过程当中应重点关注以下几个方面的问题:首先,在打眼施工环节运行过程当中,现场作业人员应当尽量应用大断面的施工环节,迎头打眼位置应当设置3—4部风钻装置,依照爆破效果确定打炮眼的深度与角度参数,进而提高爆破环节施工作业效率;其次,煤矿施工巷道掘进过程当中应当采取全断面一次掘进施工方式,借助于终深孔爆破施工技术的应用实现对循环进尺参数予以增大的方式;最后,现场掘进施工在直眼掏槽的基础之上应用双阶契型掏槽方式进行掘进作业,此种作业方式将加深掏槽施工的有效深度参数,确保炮眼利用效率的稳定提升,保障爆破施工的充分性与彻底性。
5 结论及建议
综上所述,轨道下山岩巷快速掘进技术已成为当前煤炭开采掘进过程中最为基础与关键的综合性工作之一,其重要程度也逐步受到煤矿施工相关单位及人员的重视。加强轨道下山岩巷快速掘进工作的研究与实践,可达到快速、优质、低耗和安全的要求。在此过程中,除合理选择先进技术和设备配套外,技术人员还要选择好作业方式,采用行之有效的施工组织与科学的管理方法,才能全面提高掘进速度,推动煤炭开采行业岩巷快速掘进采煤技术水平的提升。
关键词:轨道下山;岩巷快速掘进;应用现状;发展趋势
1 前言:
轨道下山是煤矿企业井下开采作业常见的施工方式之一,由于在岩巷采掘过程中,会产生很多煤矸石等材料,而采掘突出部的空间有限,必须及时清理这些煤矸石,才能更好地向下进行煤炭采掘工作。因此,就需要在排除煤矸石等其他材料的实际需求下,迅速铺置轨道,利用绞车及时清理采掘现场。而在井下复杂的作业环境中,如何实现岩巷快速掘进更是原煤得以大量开采的关键。笔者认为,在方法科学的前提下,还是应当进一步规范操作流程,从众多环节的细节做起,才能更好地提升岩巷掘进的科技水平,确保采掘任务顺利完成。
2 轨道下山岩巷快速掘进的注意事项与应对措施
由于矿井地质条件的不同,煤炭岩巷开采掘进往往存在一定的坡度,在此过程中,需要结合实际情况选择装载设备。通常情况下,多采用矿车运输原煤,而在运输环节中,牵引装置的检修与维护显得非常重要。与此同时,在一些弯道,坡度较大路面,还要设置断绳保险和挡车器这些防护措施,才能最大限度保障现场施工人员的安全。笔者结合多年一线工作经验总结认为,岩巷快速掘进中应当重点围绕下述两方面做好防护措施:
2.1多措并举防止跑车现象
跑车是井下运输过程中常见的安全事故隐患之一,解决方法通常是在提升钢丝绳的尾部钩头以上联结一根环形的钢丝绳。提升时把安全绳套在矿车上,以免脱钩跑车。提升矿车时,挡杆被矿车带起,车过后借自重而落在轨道上。
2.2处理好现场排水工作
在掘进下山时,工作面积水不仅会带来繁重的辅助工作,而且会恶化工作面的作业条件,直接影响工程质量和安全。鉴于此,笔者认为,在地下开采矿山的初期建设和生产中,竖井和斜井的快速施工、水平巷道的快速掘进尤为重要。提高平巷施工技术,加快掘进速度,对缩短矿山基建周期、实现矿山稳产高产、均衡生产,具有重要意义。对巷道顶底板、工作面的涌水应采用截、排的方法解决。
3 轨道下山岩巷快速掘进的影响因素
近年来,尤其是进入二十一世纪以后的十余年来,煤炭开采行业及其工艺取得了较大进步,这与机电一体化设备的发展息息相关。伴随着国家对于行业布局的调整,越来越多的中小型煤炭企业被大型煤炭企业整合并购,煤炭开采行业呈现出了大机械化、大纵深、高效率、高科技的生产经营态势。然而,这些趋势的普及与应用并不是绝对,在一些地质条件特殊的矿井内,全机械化作业并不能够完全展開,加之安全管理的复杂性,在轨道下山岩巷快速掘进的工作面中,还存在着下述不容忽视的影响因素:
3.1人的因素
在复杂的井下环境下,影响矿井岩巷掘进的因素很多,因此,在施工前和劳动过程中,加大对工人的技能培训尤为重要,劳动者的劳动技能获得改善,可极大提高工作效率。除了上述这些,各生产班组直接管理者的技术水平、组织能力、管理能力、培训能力等方面在施工组织中也很重要。
3.2施工机械设备及生产技术因素
钻眼、爆破与装运是巷道施工中主要工序,而钻眼与装运设备的合理选择及使用将直接决定巷道掘进速度。根据我国井巷掘进当前施工水平,广泛采用的仍是钻爆法施工,而支护方式基本为锚喷支护。经多年实践,笔者认为,可以从加大孔深和孔径入手,中深孔(5m)爆破也是可行的。同时,为加强巷道成型,由于加大孔径而减少的扩炮孔数量可转移至周边,即增加周边眼数量,保证光爆效果。而且,增加孔深和炮眼数可以提高台车的纯钻眼时间,充分发挥高效设备的利用率。选用合格的喷浆料生产砼,并选择湿喷工艺,不但可提高喷浆效果,减少回弹率,还可改善工作环境。
3.3施工地点的环境因素及安全性
地下突水、瓦斯、高地温及高压力围岩变形等自然灾害将直接危害巷道施工安全,其在施工中可借助相关设备进行监测,采取必要措施达到安全条件,但其势必影响施工进度。平巷掘进,基本为独头施工,掌子面空间狭小,人员、机械较多,空气质量差,特别是钻眼和出碴时。鉴于此,笔者认为,必须加强通风,保证空气质量及能见度,减少安全隱患。与此同时,在保证个人施工能力及操作规范性同时,应当安排合理工作时间、保持施工人员的良好施工状态。
4 轨道下山岩巷快速掘进采煤技术发展趋势分析
4.1优化快速掘进施工设备,提高施工机械化水平
众多机电一体化设备的广泛应用为煤炭企业发展带来了新的契机。笔者认为,在应用新型机电一体化设备开展岩巷快速掘进施工的过程中,应当侧重考虑以下几方面的问题:首先,确认该施工现场在巷道掘进过程当中是否容易产生顶底板出水质量问题;其次,矿井施工现场巷道掘进施工过程中,可应用激光指向仪装置针对该作业巷道进行中腰线控制处理,以此种方式确保中腰线施工质量的稳定性与精确性。
4.2优化煤矿施工快速掘进技术应用过程中的出矸系统
客观来讲,在目前我国煤炭企业施工作业现场巷道掘进施工过程中,扒装及运输等各个环节均实现了机械化的施工作业方式。此过程当中,出矸方式包括以下几个关键流程:迎头耙矸机——皮带机——梭车——矿车——电机车运输。在应用皮带机对矸石进行运输的过程当中,该环节的运输事故得到了最大限度的缓解与控制,且排矸能力得到了稳定提升。与此同时,梭车装置的应用极大缓解了巷道快速掘进施工过程当中迎头矸石积压过多而对施工进度造成不利影响,实现了出矸系统在整个煤矿施工快速掘进中的机械化应用。
4.3提升岩巷快速掘进过程中的爆破工艺
此过程当中应重点关注以下几个方面的问题:首先,在打眼施工环节运行过程当中,现场作业人员应当尽量应用大断面的施工环节,迎头打眼位置应当设置3—4部风钻装置,依照爆破效果确定打炮眼的深度与角度参数,进而提高爆破环节施工作业效率;其次,煤矿施工巷道掘进过程当中应当采取全断面一次掘进施工方式,借助于终深孔爆破施工技术的应用实现对循环进尺参数予以增大的方式;最后,现场掘进施工在直眼掏槽的基础之上应用双阶契型掏槽方式进行掘进作业,此种作业方式将加深掏槽施工的有效深度参数,确保炮眼利用效率的稳定提升,保障爆破施工的充分性与彻底性。
5 结论及建议
综上所述,轨道下山岩巷快速掘进技术已成为当前煤炭开采掘进过程中最为基础与关键的综合性工作之一,其重要程度也逐步受到煤矿施工相关单位及人员的重视。加强轨道下山岩巷快速掘进工作的研究与实践,可达到快速、优质、低耗和安全的要求。在此过程中,除合理选择先进技术和设备配套外,技术人员还要选择好作业方式,采用行之有效的施工组织与科学的管理方法,才能全面提高掘进速度,推动煤炭开采行业岩巷快速掘进采煤技术水平的提升。