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【摘 要】 本文主要分析了对半煤巷掘进速度的影响因素,同时在多年工作经验的基础之上,根据具体的施工情况以及科学的论证方法提出了相关的对策。
【关键词】 半煤巷掘进;因素;对策
引言:
目前我国煤矿企业巷道掘进施工方法主要有综掘法和钻爆法。根据巷道地质条件的不同,选择不同的掘进施工方法。岩巷掘进一般采取通钻孔、装药、爆破的钻爆法,施工过程中配以耙斗装岩机和侧卸式装岩机等机械设备。虽然目前有可以切割硬岩的全断面岩巷掘进机,其掘进速度较快,但是由于设备投资和运作费用均比较高,仅能在长距离的圆形巷道施工中使用,造成这种先进的岩巷掘进机没有得到广泛的使用。对于煤巷巷道施工我国已经有了很成熟的设备,能够很完美的胜任煤巷掘进的工作。但是在掘进巷道施工中要有一种介于岩巷和煤巷之间的半煤岩巷。在半煤岩巷施工过程中,对于岩石的厚度和硬度不同的阶段施工对掘进设备和工艺的要求也不同,要因地制宜根据现场实际情况来选择半煤岩巷的施工方法。本文接下来重点讲述半煤岩巷快速掘进施工中的几点问题。
1、半煤岩巷掘进速度的影响因素
1.1、机械装备配置水平
煤巷掘进过程中,机械装备的配置水平决定了整个项目的施工方法和施工组织,所以配置优良性能的机械设备是实现开拓巷道快速掘进的关键。此外,此巷道的截面积较大,而掘进机的切割范围不够,那么在切割过程中需要不断的进行调机,每次调机的时间约为3—10min,造成了时间的浪费;电气、液压元件的可靠性不高,更换较频繁,延长了开拓巷道掘进速度,还增加了浮煤、渣清理的工作量,大大降低了煤巷掘进的效率;锚杆施工时,在遇到一些特殊的地质构造时,会大大增加锚杆施工的时间,从而造成了掘进效率低下的现象。
1.2、人员素质水平
人员的素质水平是影响开拓巷道掘进速度的根本因素。若在巷道施工过程中,工作人员没有经过严格的上岗培训,对新技术和新工艺的掌握程度差,对设备的性能也不够了解,大大降低了设备的利用率,从而降低了掘进速度。例如,综掘机在施工操作过程中,每进一循环最快切割完需15min,且巷道成型好,各项参数均能达到施工要求,而不熟练的操作人员完成一个循环的切割工序需要20-40min,且巷道成型不好,有些参数达不到施工要求,这就要求进行二次切割,这不仅增加了机械设备的工作负荷,还降低了巷道的掘进速度。所以,提高人员的整体素质水平,合理安排施工工序,使得综掘过程中得各道工序衔接紧凑,才能提高掘进速率。
1.3、锚杆支护水平
锚杆施工时,支护参数不是固定不变的,要对现场的围岩、顶板离层以及锚杆受力等进行监测,然后根据具体的施工情况和现场环境的物理特性,及时、灵活的调整支护参数,缩短支护施工耗费的时间,降低材料的消耗,才能提高掘进效率。
1.4、喷浆水平
由于该巷道服务年限较长,所以在支护后进行需进行喷浆。通过采用喷射混凝土来加强支护,保证锚、网、索、钢筋圈梁联合支护平衡处于长期稳定,提高锚杆支护水平,才能提高综掘效率。若喷浆不及时或不达标,会造成煤体风化脱落,造成巷道的阻塞和扬尘。
2、半煤巷掘进提高煤炭质量的对策
2.1、减少半煤巷掘进总量,提高煤炭质量
工作面回采时采用沿空留巷直接减少半煤巷掘进的工程量,避免掘进产生的矸石进入原煤。徐矿集团沿空留巷技術已经成熟,采用锚索控制切顶技术和巷旁充填支护体稳定控制技术取得了成功的经验。近年来已在权台、旗山、夹河、张集煤矿山西组煤层工作面成功应用,在垞城煤矿下石盒子组工作面也获得成功,下一步可在类似条件下的更多矿井推广应用。排矸系统不健全的矿井应积极采用沿空留巷技术,减少掘进巷道矸石的产生量。
2.2、实行煤矸分离运输,建立完善的分运系统
2.2.1、完善巷道的煤矸分运系统,在巷道掘进遇断层时及时调整运输方式和运输系统。
2.2.2、选用合适的装载运输机具。推广应用装煤机,避免耙斗装载机耙斗“啃”巷道底板。煤巷掘进工作面使用装煤机可以有选择地对爆落的煤或矸石进行分别装运,较好地实施煤矸分运。
2.2.3、采取“截”运矸石措施,在半煤巷掘进工作面外围胶带运输的系统及时“截流”矸石,将胶带上的矸石转运脱离煤流系统。
2.2.4、建立劣质煤仓来暂时储存矸石或劣质煤,实现劣质煤专门运输。
2.3、分工明确,有效配合
巷道的掘进不单单是掘进和支护的单方面工作,还需要运输、供电、通风、通讯、安全等多个环节的相互配合,是一个综合系统性的工程,每一个环节出现问题都会影响到巷道掘进的速度和质量。根据以往工作经验可以实行以下分工,达到有效配合的目的。将人员分为工长、组长、掘进机司机、支护工、皮带司机、清煤工和检修工,其中工长和组长对整个生产班统筹管理,负责班组中的物质主要负责一个生产班中物资、人员、设备等的调控配备及管理,掘进司机主要负责硬岩掘进机的操作;支护工负责液压钻机和凿岩机的使用、锚杆(索)及钢带的安装;皮带司机负责两部皮带机的安全操作;清煤工对掘进机没能采到的边角及转运煤炭时洒落的散煤;检修工负责对各种设备进行检查。
2.4、掘进工作面遇地质构造时提高煤质的措施
煤巷、半煤巷掘进过程中应有针对性地采取地质预测探测手段,减少断层等构造对煤炭质量的影响。在巷道掘进揭露断层时,地质工程技术人员应及时到生产现场观察断层的产状,生产技术部门则根据断层的产状及时研究巷道过断层的施工方案,并采取以下措施。
2.4.1、减少巷道挑顶破岩掘进工程量。在对断层落差和倾角进行准确分析和判断后,提前按巷道设计坡度掘进,施工中继续探查断层的产状,适度调整巷道角度,尽快到达断层另一盘。
2.4.2、加强巷道掘进过断层支护,避免冒落矸石进入原煤。采取缩短循环进尺、临时支护等措施控制顶板。
2.4.3、采取分掘分运措施。过断层、地堑等地质构造时,要建立专用的运输系统运输矸石,实行分掘分运。
2.5、改进锚杆支护方式,提高设备综合配套水平
开拓巷道掘进速度不仅与综掘机本身有关,与支护、运输、供电、供水以及通风等配套环节都有很大联系,特别是锚杆支护方面,工作量大,占用时间多。为了提高煤巷的掘进速度,必须缩短锚杆的支护时间。在施工过程中,要根据地质条件,尽量采用锚杆支护,减轻工人的劳动强度。传统的锚杆支护,施工工序多,安装麻烦,而采用机锚网索支护,不仅减少了施工工序,大大缩短了施工时间,而且锚索的承载力大于锚杆的承载力,保证巷道建设安全可靠性。目前,新型高强度、高预紧力的锚杆已经面向市场,如国内已有的楔缝、涨壳、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、爆扩锚杆、倒楔锚杆、内涨锚杆、木锚杆、竹锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、预应力注浆大锚索等。采用高强度的锚杆也是提高半煤岩巷掘进速度的一项有效措施。我矿采用锚、网、索、钢筋圈梁联合支护,强度高、施工工序少,符合高效综掘的要求,因该巷道服务年限较长,故在支护后进行喷浆,且喷浆工序紧跟支护工序,是为了防止煤体风化脱落。
3、结语
提高煤炭质量是一个复杂的系统工程,也是一个效益工程。半煤巷掘进不仅要加强现场掘进工艺的管理,适时采取分掘、分储、分运措施,还要从地质勘探、煤系配采、开采设计,以及采掘工艺、设备选型、管理制度等环节上采取对策,确保半煤巷掘进煤炭质量的提高。
参考文献:
[1]王铁林.赵庄矿煤巷掘进冲击地压影响因素及控制技术研究[D].辽宁工程技术大学,2012.
[2]杨恒.浅析影响煤巷掘进速度的因素[A].安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C].:,2011:4.
【关键词】 半煤巷掘进;因素;对策
引言:
目前我国煤矿企业巷道掘进施工方法主要有综掘法和钻爆法。根据巷道地质条件的不同,选择不同的掘进施工方法。岩巷掘进一般采取通钻孔、装药、爆破的钻爆法,施工过程中配以耙斗装岩机和侧卸式装岩机等机械设备。虽然目前有可以切割硬岩的全断面岩巷掘进机,其掘进速度较快,但是由于设备投资和运作费用均比较高,仅能在长距离的圆形巷道施工中使用,造成这种先进的岩巷掘进机没有得到广泛的使用。对于煤巷巷道施工我国已经有了很成熟的设备,能够很完美的胜任煤巷掘进的工作。但是在掘进巷道施工中要有一种介于岩巷和煤巷之间的半煤岩巷。在半煤岩巷施工过程中,对于岩石的厚度和硬度不同的阶段施工对掘进设备和工艺的要求也不同,要因地制宜根据现场实际情况来选择半煤岩巷的施工方法。本文接下来重点讲述半煤岩巷快速掘进施工中的几点问题。
1、半煤岩巷掘进速度的影响因素
1.1、机械装备配置水平
煤巷掘进过程中,机械装备的配置水平决定了整个项目的施工方法和施工组织,所以配置优良性能的机械设备是实现开拓巷道快速掘进的关键。此外,此巷道的截面积较大,而掘进机的切割范围不够,那么在切割过程中需要不断的进行调机,每次调机的时间约为3—10min,造成了时间的浪费;电气、液压元件的可靠性不高,更换较频繁,延长了开拓巷道掘进速度,还增加了浮煤、渣清理的工作量,大大降低了煤巷掘进的效率;锚杆施工时,在遇到一些特殊的地质构造时,会大大增加锚杆施工的时间,从而造成了掘进效率低下的现象。
1.2、人员素质水平
人员的素质水平是影响开拓巷道掘进速度的根本因素。若在巷道施工过程中,工作人员没有经过严格的上岗培训,对新技术和新工艺的掌握程度差,对设备的性能也不够了解,大大降低了设备的利用率,从而降低了掘进速度。例如,综掘机在施工操作过程中,每进一循环最快切割完需15min,且巷道成型好,各项参数均能达到施工要求,而不熟练的操作人员完成一个循环的切割工序需要20-40min,且巷道成型不好,有些参数达不到施工要求,这就要求进行二次切割,这不仅增加了机械设备的工作负荷,还降低了巷道的掘进速度。所以,提高人员的整体素质水平,合理安排施工工序,使得综掘过程中得各道工序衔接紧凑,才能提高掘进速率。
1.3、锚杆支护水平
锚杆施工时,支护参数不是固定不变的,要对现场的围岩、顶板离层以及锚杆受力等进行监测,然后根据具体的施工情况和现场环境的物理特性,及时、灵活的调整支护参数,缩短支护施工耗费的时间,降低材料的消耗,才能提高掘进效率。
1.4、喷浆水平
由于该巷道服务年限较长,所以在支护后进行需进行喷浆。通过采用喷射混凝土来加强支护,保证锚、网、索、钢筋圈梁联合支护平衡处于长期稳定,提高锚杆支护水平,才能提高综掘效率。若喷浆不及时或不达标,会造成煤体风化脱落,造成巷道的阻塞和扬尘。
2、半煤巷掘进提高煤炭质量的对策
2.1、减少半煤巷掘进总量,提高煤炭质量
工作面回采时采用沿空留巷直接减少半煤巷掘进的工程量,避免掘进产生的矸石进入原煤。徐矿集团沿空留巷技術已经成熟,采用锚索控制切顶技术和巷旁充填支护体稳定控制技术取得了成功的经验。近年来已在权台、旗山、夹河、张集煤矿山西组煤层工作面成功应用,在垞城煤矿下石盒子组工作面也获得成功,下一步可在类似条件下的更多矿井推广应用。排矸系统不健全的矿井应积极采用沿空留巷技术,减少掘进巷道矸石的产生量。
2.2、实行煤矸分离运输,建立完善的分运系统
2.2.1、完善巷道的煤矸分运系统,在巷道掘进遇断层时及时调整运输方式和运输系统。
2.2.2、选用合适的装载运输机具。推广应用装煤机,避免耙斗装载机耙斗“啃”巷道底板。煤巷掘进工作面使用装煤机可以有选择地对爆落的煤或矸石进行分别装运,较好地实施煤矸分运。
2.2.3、采取“截”运矸石措施,在半煤巷掘进工作面外围胶带运输的系统及时“截流”矸石,将胶带上的矸石转运脱离煤流系统。
2.2.4、建立劣质煤仓来暂时储存矸石或劣质煤,实现劣质煤专门运输。
2.3、分工明确,有效配合
巷道的掘进不单单是掘进和支护的单方面工作,还需要运输、供电、通风、通讯、安全等多个环节的相互配合,是一个综合系统性的工程,每一个环节出现问题都会影响到巷道掘进的速度和质量。根据以往工作经验可以实行以下分工,达到有效配合的目的。将人员分为工长、组长、掘进机司机、支护工、皮带司机、清煤工和检修工,其中工长和组长对整个生产班统筹管理,负责班组中的物质主要负责一个生产班中物资、人员、设备等的调控配备及管理,掘进司机主要负责硬岩掘进机的操作;支护工负责液压钻机和凿岩机的使用、锚杆(索)及钢带的安装;皮带司机负责两部皮带机的安全操作;清煤工对掘进机没能采到的边角及转运煤炭时洒落的散煤;检修工负责对各种设备进行检查。
2.4、掘进工作面遇地质构造时提高煤质的措施
煤巷、半煤巷掘进过程中应有针对性地采取地质预测探测手段,减少断层等构造对煤炭质量的影响。在巷道掘进揭露断层时,地质工程技术人员应及时到生产现场观察断层的产状,生产技术部门则根据断层的产状及时研究巷道过断层的施工方案,并采取以下措施。
2.4.1、减少巷道挑顶破岩掘进工程量。在对断层落差和倾角进行准确分析和判断后,提前按巷道设计坡度掘进,施工中继续探查断层的产状,适度调整巷道角度,尽快到达断层另一盘。
2.4.2、加强巷道掘进过断层支护,避免冒落矸石进入原煤。采取缩短循环进尺、临时支护等措施控制顶板。
2.4.3、采取分掘分运措施。过断层、地堑等地质构造时,要建立专用的运输系统运输矸石,实行分掘分运。
2.5、改进锚杆支护方式,提高设备综合配套水平
开拓巷道掘进速度不仅与综掘机本身有关,与支护、运输、供电、供水以及通风等配套环节都有很大联系,特别是锚杆支护方面,工作量大,占用时间多。为了提高煤巷的掘进速度,必须缩短锚杆的支护时间。在施工过程中,要根据地质条件,尽量采用锚杆支护,减轻工人的劳动强度。传统的锚杆支护,施工工序多,安装麻烦,而采用机锚网索支护,不仅减少了施工工序,大大缩短了施工时间,而且锚索的承载力大于锚杆的承载力,保证巷道建设安全可靠性。目前,新型高强度、高预紧力的锚杆已经面向市场,如国内已有的楔缝、涨壳、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、爆扩锚杆、倒楔锚杆、内涨锚杆、木锚杆、竹锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、预应力注浆大锚索等。采用高强度的锚杆也是提高半煤岩巷掘进速度的一项有效措施。我矿采用锚、网、索、钢筋圈梁联合支护,强度高、施工工序少,符合高效综掘的要求,因该巷道服务年限较长,故在支护后进行喷浆,且喷浆工序紧跟支护工序,是为了防止煤体风化脱落。
3、结语
提高煤炭质量是一个复杂的系统工程,也是一个效益工程。半煤巷掘进不仅要加强现场掘进工艺的管理,适时采取分掘、分储、分运措施,还要从地质勘探、煤系配采、开采设计,以及采掘工艺、设备选型、管理制度等环节上采取对策,确保半煤巷掘进煤炭质量的提高。
参考文献:
[1]王铁林.赵庄矿煤巷掘进冲击地压影响因素及控制技术研究[D].辽宁工程技术大学,2012.
[2]杨恒.浅析影响煤巷掘进速度的因素[A].安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C].:,2011:4.