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岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置,孟津煤矿作为新建设的矿井,岩巷掘进工程量一般约占总工程量的60%~70%。但由于我矿的掘进设备革新慢,适应性差、技术不过关等因素影响,掘进技术的发展缓慢已越来越成为孟津煤矿可持续性发展的瓶颈,也是技术人员需要研究的关键性问题。
1.岩巷掘进中存在的主要问题
1.1 机械化装备水平低。我矿装载、运输采用机械化,而打眼、喷浆等仍采用人工作业,属于普及型机械化作业线。
1.2 矿井生产管理制度不够健全。掘进工作应有完善的、科学的管理制度作保障,否则易造成分工不明确、责任不清楚,相互之间不能协调一致和通力合作,且各工种间时常会出现矛盾,致使设备不能正常使用或提前损坏。
1.3 对设备的维修保养认识不足。机械设备事故是影响掘进速度提高的重要因素,很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉。
1.4 爆破技术比较差。目前,我国岩巷掘进爆破的特点是巷道宽度小,自由面少,岩石所受夹制作用强,而现场施工仍普遍存在少打眼,多装药,乱放炮的现象,造成的后果是炮眼利用率底,岩石碎块抛掷远,爆堆不集中,周边超挖量大,成型质量差,围岩松动破坏严重,在松软岩层中周边很难留下半边眼痕,不仅影响了巷道掘进的速度,增加了出矸量和支护材料消耗,也降低了巷道的稳定性和安全性
1.5 施工工艺、工作面布置及劳动组织形式选择中的问题。不能根据具体条件确定施工工艺,优化掘进、装岩、支护、运输等工序的最佳时间参数;很多工序都不能平行作业,从时间和空间上不能充分运作,窝工现象很多。
1.6 操作人员素质和劳动积极性差。随着岩巷掘进的新工艺、新设备、新材料的开发和使用,很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉,从而影响连续生产。
2.提高岩巷快速掘进的措施
2.1 爆破工艺创新,大力推广中深孔光面爆破。影响岩巷掘进爆破效率的主要因素有:掏槽方式及其装药量、炮眼深度、周边眼光爆参数、起爆时差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大,一般达到210m~315m。掏槽眼的深度大小决定着循环进尺的大小,同时,对周边眼的爆破质量及成巷质量也有影响。为了提高中深孔直眼掏槽的掏槽效果和炮眼利用率,须在装药眼附近布置空眼以增加自由面,还需要合理的确定相邻装药眼的眼距、掏槽眼的几何形状、装药量和装填结构。
2.2 确定锚杆支护参数,提高锚杆安装质量。支护管理不但对巷道支护质量有影响,对掘进进尺也有影响。在实践中可根据围岩松动圈理论,以悬吊作用设计为基础,并根据岩性的具体情况,定出合适的支护密度,最后通过试验检测,检验支护参数选择的合理性。在普及应用全长树脂锚杆的基础上,针对大断面,服务年限长的井巷工程,积极推广使用高强度新型锚杆。
2.3 充分调动职工积极性,严格按照按劳取酬的工资奖励制度,实行科学合理的计分模式及验收标准。掘进作业班组工资同掘进进尺、设备日常维护、文明施工挂钩。维修工和其它辅助人员工资同掘进作业班挂钩,并同日常的工作质量挂钩。对井下施工人员进行技术培训,在应用新技术方面,要做到技术交底。对于井下出现的问题,管理人员要及时妥当及时处理,不能拖拉造成窝工,以至于减缓掘进速度。
2.4加强劳动组织管理,实行全面质量控制。通过合理的劳动组织,使得各工种互相协作,消除各工种间工作量不均衡的现象,同时各工种处于统一指挥和协调之下,各工序衔接紧密,减少和避免相互影响,缩短循环时间;实现多工序平行交叉作业,在保证安全和不违反煤矿安全规程的前提下,大力开展多工序平行交叉作业。在岩巷掘进中,主要是凿岩和装岩两个主要工序的平行作业,但其他各工序也应尽可能地采用平行作业,如专人画轮廓线;分区域定人、定钻、定眼位、定质量;工作面打眼与出矸平行;装药与撤工具平行;打锚杆喷浆与铺道移耙矸机平行;工作面倒矸与清理现场平行等;另外要狠抓工程质量,以质量保证安全,以质量促进度。
2.5 优化运输系统,保证迎头矸石能及时拉出;孟津煤矿主要用耙矸机+溜子+皮带+矿车出矸系统。加强机电设备管理,遇到故障能及时排除,机电部多组织全矿电钳工进行业务培训,提高电工解决实际问题的能力。
2.6 加大投入,提高装备水平,推进岩巷施工机械化。例如淮北矿业集团公司岩巷掘进多年来一直沿用风动凿岩机,但液压凿岩机在性能上要优于风动凿岩机,如机械性能好,凿岩速度快,比同类风动凿岩机提高1倍~2倍;动力消耗少,能量利用率高,液压凿岩机仅为风动凿岩机能量消耗的30%左右;操作方便,适应性强,对不同性能的岩石具有很好的工作性能。
岩石巷道的掘进是一个系统工程,影响岩巷施工进度的因素很多,特别是机械化水平、排矸速度和爆破效果是影响掘进速度的关键环节。在岩巷施工过程中,只有通过对现场认真考察,找出影响岩巷施工进度的各种因素,采用科学的施工组织和管理方法;完善制度、严格考核;加强培训、推进岩巷专业化队伍建设,加大技术创新,才能将孟津煤矿岩巷的快速掘进水平再推上一个新的台阶
作者简介:
杨剑,男,助理工程师,现任河南能源义煤公司孟津煤矿掘进一队技术员,负责矿井掘进安全管理等技术工作。
1.岩巷掘进中存在的主要问题
1.1 机械化装备水平低。我矿装载、运输采用机械化,而打眼、喷浆等仍采用人工作业,属于普及型机械化作业线。
1.2 矿井生产管理制度不够健全。掘进工作应有完善的、科学的管理制度作保障,否则易造成分工不明确、责任不清楚,相互之间不能协调一致和通力合作,且各工种间时常会出现矛盾,致使设备不能正常使用或提前损坏。
1.3 对设备的维修保养认识不足。机械设备事故是影响掘进速度提高的重要因素,很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉。
1.4 爆破技术比较差。目前,我国岩巷掘进爆破的特点是巷道宽度小,自由面少,岩石所受夹制作用强,而现场施工仍普遍存在少打眼,多装药,乱放炮的现象,造成的后果是炮眼利用率底,岩石碎块抛掷远,爆堆不集中,周边超挖量大,成型质量差,围岩松动破坏严重,在松软岩层中周边很难留下半边眼痕,不仅影响了巷道掘进的速度,增加了出矸量和支护材料消耗,也降低了巷道的稳定性和安全性
1.5 施工工艺、工作面布置及劳动组织形式选择中的问题。不能根据具体条件确定施工工艺,优化掘进、装岩、支护、运输等工序的最佳时间参数;很多工序都不能平行作业,从时间和空间上不能充分运作,窝工现象很多。
1.6 操作人员素质和劳动积极性差。随着岩巷掘进的新工艺、新设备、新材料的开发和使用,很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉,从而影响连续生产。
2.提高岩巷快速掘进的措施
2.1 爆破工艺创新,大力推广中深孔光面爆破。影响岩巷掘进爆破效率的主要因素有:掏槽方式及其装药量、炮眼深度、周边眼光爆参数、起爆时差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大,一般达到210m~315m。掏槽眼的深度大小决定着循环进尺的大小,同时,对周边眼的爆破质量及成巷质量也有影响。为了提高中深孔直眼掏槽的掏槽效果和炮眼利用率,须在装药眼附近布置空眼以增加自由面,还需要合理的确定相邻装药眼的眼距、掏槽眼的几何形状、装药量和装填结构。
2.2 确定锚杆支护参数,提高锚杆安装质量。支护管理不但对巷道支护质量有影响,对掘进进尺也有影响。在实践中可根据围岩松动圈理论,以悬吊作用设计为基础,并根据岩性的具体情况,定出合适的支护密度,最后通过试验检测,检验支护参数选择的合理性。在普及应用全长树脂锚杆的基础上,针对大断面,服务年限长的井巷工程,积极推广使用高强度新型锚杆。
2.3 充分调动职工积极性,严格按照按劳取酬的工资奖励制度,实行科学合理的计分模式及验收标准。掘进作业班组工资同掘进进尺、设备日常维护、文明施工挂钩。维修工和其它辅助人员工资同掘进作业班挂钩,并同日常的工作质量挂钩。对井下施工人员进行技术培训,在应用新技术方面,要做到技术交底。对于井下出现的问题,管理人员要及时妥当及时处理,不能拖拉造成窝工,以至于减缓掘进速度。
2.4加强劳动组织管理,实行全面质量控制。通过合理的劳动组织,使得各工种互相协作,消除各工种间工作量不均衡的现象,同时各工种处于统一指挥和协调之下,各工序衔接紧密,减少和避免相互影响,缩短循环时间;实现多工序平行交叉作业,在保证安全和不违反煤矿安全规程的前提下,大力开展多工序平行交叉作业。在岩巷掘进中,主要是凿岩和装岩两个主要工序的平行作业,但其他各工序也应尽可能地采用平行作业,如专人画轮廓线;分区域定人、定钻、定眼位、定质量;工作面打眼与出矸平行;装药与撤工具平行;打锚杆喷浆与铺道移耙矸机平行;工作面倒矸与清理现场平行等;另外要狠抓工程质量,以质量保证安全,以质量促进度。
2.5 优化运输系统,保证迎头矸石能及时拉出;孟津煤矿主要用耙矸机+溜子+皮带+矿车出矸系统。加强机电设备管理,遇到故障能及时排除,机电部多组织全矿电钳工进行业务培训,提高电工解决实际问题的能力。
2.6 加大投入,提高装备水平,推进岩巷施工机械化。例如淮北矿业集团公司岩巷掘进多年来一直沿用风动凿岩机,但液压凿岩机在性能上要优于风动凿岩机,如机械性能好,凿岩速度快,比同类风动凿岩机提高1倍~2倍;动力消耗少,能量利用率高,液压凿岩机仅为风动凿岩机能量消耗的30%左右;操作方便,适应性强,对不同性能的岩石具有很好的工作性能。
岩石巷道的掘进是一个系统工程,影响岩巷施工进度的因素很多,特别是机械化水平、排矸速度和爆破效果是影响掘进速度的关键环节。在岩巷施工过程中,只有通过对现场认真考察,找出影响岩巷施工进度的各种因素,采用科学的施工组织和管理方法;完善制度、严格考核;加强培训、推进岩巷专业化队伍建设,加大技术创新,才能将孟津煤矿岩巷的快速掘进水平再推上一个新的台阶
作者简介:
杨剑,男,助理工程师,现任河南能源义煤公司孟津煤矿掘进一队技术员,负责矿井掘进安全管理等技术工作。