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【摘 要】 近年来,城市化进程不断加快,在整个国民经济发展体系中,煤矿生产行业起着举足轻重的作用,当今煤矿的施工技术不仅关系到人们生活水平的稳定提升,而且还关系到国民经济的发展速度,除此以外还关系到当今经济社会的完善与优化。本文主要对煤矿快速掘进技术与措施相关问题进行了简要分析。
【关键词】 煤矿快速掘进技术;影响因素;措施
煤炭被誉为“黑色金子”、工业的食粮。从十八世纪到现在,煤矿一直是人类世界的主要能源,需求量处于上升趋势。煤炭对人类的生产生活有着重要的意义。近年来,由于煤矿市场发展迅速,加之国家政策的倾斜,煤矿行业出现了空前的机遇,为了抓住机遇,提高企业效益,各煤矿企业纷纷聘用高素质人才,改进施工措施,改善施工技术,提高煤矿产量来满足市场需求。在这样的背景下,煤巷快速掘进技术应运而生。
一、快速综掘技术
1、选用性能优良的掘进机。掘进机是综掘的核心设备,要根据使用条件进行选择。通过引进和国产化工作,我国掘进机的制造和使用已有了较大发展。目前国内使用的掘进机机型较多,重点推广的有以下几种:煤科总院上海分院与南京晨光机械厂合作生产的ELMB型;煤科总院太原分院与淮南煤机厂合作生产的EL—90型;煤科总院太原分院与佳木斯煤机厂合作生产的EMIA-30型;淮南煤机厂与奥地利沃斯特—阿尔卑尼公司合作生产的AM—50型;佳木斯煤机厂与日本三井三池公司合作生产的MRH—510—41(简称510)型。
当前掘进机发展的趋势是:扩大适用范围,增强切割能力,提高工作稳定性,采用高压水射流,发展自动控制,提高元部件的可靠性,发展掘-锚联合掘进机等。
2、转载运输系统选择。根据运输设备的不同,综掘机械化作业线主要類型有:掘进机+带式输送机作业线;掘进机+刮板输送机作业线;掘进机+梭车作业线;掘进机+矿车作业线。前两种属于连续运输,用带式输送机时运输能力大,生产效率高;用刮板输送机时可适应巷道坡度变化大、长度较短的条件。后两种属间断装载,梭车与美国乔伊采掘机配合使用;矿车用于小型矿井或在输送机运煤系统未建成之前。
二、影响煤巷快速掘进速度的因素
掘进设备的落后也是制约煤巷快速掘进进度的一个重要因素。改革开放以来,我国掘进设备有了很大的提高,但是相对于一些发达国家,整体工艺上还存在很大的差距。特别是掘进设备的一些核心技术的应用,依旧要依靠一些发达国家的帮助。在掘进综合技术方面,自动化、信息化、机械化水平相对较低。很多工序只能靠人工来来操作,导致了掘进进度慢,设备操作不够精确,施工缓慢,时间和资金上造成了很大的浪费。这很大程度上限制了我国煤巷快速掘进技术的发展。
除了设备落后,在整体施工工艺上我国也存在很大问题。快速掘进施工工艺落后很大程度受掘进设备的影响。很容易造成一些新型支炉工艺不能充分利用。现今,我国大多数煤矿企业用采用的是新型复合支护形式或者大断面U型棚支炉。这种工艺有利于员工的通行,通风效果好,运输方便,便于安装。但是其缺点也是显而易见的,大断面使支炉难度增加,造成施工困难。
施工组织管理差,工程中人员素质技术水平不高,这对快速掘进工程造成了很大的阻碍,而且造成的影响很大,有时候会产生恶性循环的不良结果。目前我国对煤炭的需求量很大,这造成了某些煤矿企业只顾眼前利益,不计后果地过度开采煤矿层,造成了地质条件越来越恶劣的不良影响。一些煤矿企业工作人员综合素质低,工作经验不足,没有对煤矿煤巷快速掘进技术熟练掌握,对设备性能和操作不熟悉,造成了掘进设备使用率不高,掘进进度缓慢等不利影响。
三、提高井巷掘进施工效率的方法
1、创新改进支护工艺与技术。严格支护设计,确保支护强度。开展快速支护参数及工艺研究。结合现场具体条件,选择合理的掘-锚工艺技术,进一步优化锚杆支护参数,减少作业工序,缩短安装锚杆的时间,加快锚杆支护速度。在软弱破碎煤岩体、高应力等困难条件下大断面.受二次动压影响的巷道支护,可采用强力锚杆、锚索支护系统,使用直径25mm(前后标注要统一)强力锚杆(极限拉断力420kN,屈服力为320kN,延伸率18%,杆尾螺纹规格M27),钻孔直径为34mm,配K2835.Z2860规格的树脂锚固剂及相应强度的托板;直径为19mm和22mm型强力锚索,树脂端锚配合钻孔为d28mm,树脂与注浆联合锚固配合钻孔为d32mm或d36mm。其中,d19mm的锚索为7股钢丝组成(极限破断强度为40t,延伸率为4.5%左右);d22mm的锚索为增加其可弯曲性能,采用19股钢丝组成(极限破断强度为60t,延伸率为7%左右)。从锚杆支护设计方法、支护材料、井下施工工艺及监测方面进行综合研究。在掘进巷道断层、破碎带条件下,可选用新型聚合注浆产品等支护材料,还可选用矿用工字钢+金属网+锚杆+局部锚索+局部注浆联合支护方式,解决松软顶板巷道支护技术难题。
2、推广改进锚杆施工机具
(1)传统掘进工艺中,采用MQT-120型风动锚杆钻机进行顶板锚杆眼的钻孔、顶板锚杆的搅拌安装;采用ZMS35型风煤钻打帮锚杆眼,风动锚杆安装器搅拌安装锚杆,人力扳手预紧。根据现场围岩情况,在顶板为砂岩、页岩时,可采用MQT-120型风动锚杆钻机进行顶板锚杆眼的钻孔、顶板锚杆的搅拌安装。紧固螺母采用风炮。在煤巷、半煤巷帮部则采用7665型风钻钻孔,采用防突钻机搅拌安装锚杆,紧固螺母采用2600型气动扳手。同时,锚杆使用机械安装,安装可靠性高,避免了人工操作的随意性,保证了安装质量。避免了过去锚杆使用扳手人工紧固时随意性强,难以保证足够的预紧力等问题。
(2)引进大功率气扳机安装锚杆,避免人工紧锚杆,保证锚杆安装质量。每根锚杆的安装时间平均减少5min以上,大大减少了支护时间,可以提高锚杆的初锚力和可靠程度,进一步提高巷道单进水平。
(3)在现用风动锚杆支护钻眼机具的基础上,引进适应硬岩条件煤巷施工的掘锚一体化钻机。
(4)引进或研发大扭矩旋转—冲击新型锚杆钻机,加快钻眼速度,提高掘巷速度,解决硬岩条件下打眼难题;供风不足的锚杆支护巷道施工点,可选用液压锚杆钻眼机具。
3、引进发展新型掘锚机具
(1)认真总结推广锚杆支护技术经验。对掘-锚作业线进行综合调研,结合矿井现有条件,引进国内外先进设备、技术、工艺。引进EBZ-160型等型号的大功率掘进机和全岩掘进机,实现煤巷单进突破的新目标。
(2)发展掘锚新机具。就目前的施工工艺而言,影响快速掘进的主要因素有两方面:一是掘进机割煤速度的快慢,二是锚杆机打眼安装速度的快慢。这种方法的主要矛盾是掘进工作面的开机率较低,一般在30%以下,支护时间过长,跟不上机掘速度,影响单进水平的提高。因此,发展掘-锚联合机组,实现“掘支锚一体化”平行作业,将是加快煤巷锚杆支护单进速度的有效手段。
4、加强施工组织和管理工作。安全管理工作是监理工作的一项重要内容,为此,监理部配备了专职安全管理人员,并要求监理人员牢固树立“安全第一、预防为主”及“抓施工必须抓安全”的理念。积极配合甲方安全管理部门做好安全管理工作。进场初期即会同甲方一起编制了“一通三防”等矿井危害预防措施及工广安全文明施工管理措施。制定了每月定期3次进行安全检查制度并认真执行。
四、结束语
随着综合机械化采煤技术的快速发展,尤其在部分国有重点煤矿企业中,综采机械化程度已达95%以上.采煤工作面推进速度越来越快。适应新形势,进一步依靠科技进步,提高单进水平,积极加强快速综采掘进和支护技术的推广应用,已经成为煤矿建设安全型高效矿井的必由之路。
参考文献:
[1]李健伟.煤矿岩巷快速掘进技术与管理[J].科技资讯,2012.
[2]丁伟杰,李海友,陈飞.煤巷快速掘进技术在第一煤矿成功实践[J].内蒙古煤炭经济,2008.
[3]张亚文.煤矿掘进中小型地质构造的识别及处理对策[J].焦煤科技,2010.
【关键词】 煤矿快速掘进技术;影响因素;措施
煤炭被誉为“黑色金子”、工业的食粮。从十八世纪到现在,煤矿一直是人类世界的主要能源,需求量处于上升趋势。煤炭对人类的生产生活有着重要的意义。近年来,由于煤矿市场发展迅速,加之国家政策的倾斜,煤矿行业出现了空前的机遇,为了抓住机遇,提高企业效益,各煤矿企业纷纷聘用高素质人才,改进施工措施,改善施工技术,提高煤矿产量来满足市场需求。在这样的背景下,煤巷快速掘进技术应运而生。
一、快速综掘技术
1、选用性能优良的掘进机。掘进机是综掘的核心设备,要根据使用条件进行选择。通过引进和国产化工作,我国掘进机的制造和使用已有了较大发展。目前国内使用的掘进机机型较多,重点推广的有以下几种:煤科总院上海分院与南京晨光机械厂合作生产的ELMB型;煤科总院太原分院与淮南煤机厂合作生产的EL—90型;煤科总院太原分院与佳木斯煤机厂合作生产的EMIA-30型;淮南煤机厂与奥地利沃斯特—阿尔卑尼公司合作生产的AM—50型;佳木斯煤机厂与日本三井三池公司合作生产的MRH—510—41(简称510)型。
当前掘进机发展的趋势是:扩大适用范围,增强切割能力,提高工作稳定性,采用高压水射流,发展自动控制,提高元部件的可靠性,发展掘-锚联合掘进机等。
2、转载运输系统选择。根据运输设备的不同,综掘机械化作业线主要類型有:掘进机+带式输送机作业线;掘进机+刮板输送机作业线;掘进机+梭车作业线;掘进机+矿车作业线。前两种属于连续运输,用带式输送机时运输能力大,生产效率高;用刮板输送机时可适应巷道坡度变化大、长度较短的条件。后两种属间断装载,梭车与美国乔伊采掘机配合使用;矿车用于小型矿井或在输送机运煤系统未建成之前。
二、影响煤巷快速掘进速度的因素
掘进设备的落后也是制约煤巷快速掘进进度的一个重要因素。改革开放以来,我国掘进设备有了很大的提高,但是相对于一些发达国家,整体工艺上还存在很大的差距。特别是掘进设备的一些核心技术的应用,依旧要依靠一些发达国家的帮助。在掘进综合技术方面,自动化、信息化、机械化水平相对较低。很多工序只能靠人工来来操作,导致了掘进进度慢,设备操作不够精确,施工缓慢,时间和资金上造成了很大的浪费。这很大程度上限制了我国煤巷快速掘进技术的发展。
除了设备落后,在整体施工工艺上我国也存在很大问题。快速掘进施工工艺落后很大程度受掘进设备的影响。很容易造成一些新型支炉工艺不能充分利用。现今,我国大多数煤矿企业用采用的是新型复合支护形式或者大断面U型棚支炉。这种工艺有利于员工的通行,通风效果好,运输方便,便于安装。但是其缺点也是显而易见的,大断面使支炉难度增加,造成施工困难。
施工组织管理差,工程中人员素质技术水平不高,这对快速掘进工程造成了很大的阻碍,而且造成的影响很大,有时候会产生恶性循环的不良结果。目前我国对煤炭的需求量很大,这造成了某些煤矿企业只顾眼前利益,不计后果地过度开采煤矿层,造成了地质条件越来越恶劣的不良影响。一些煤矿企业工作人员综合素质低,工作经验不足,没有对煤矿煤巷快速掘进技术熟练掌握,对设备性能和操作不熟悉,造成了掘进设备使用率不高,掘进进度缓慢等不利影响。
三、提高井巷掘进施工效率的方法
1、创新改进支护工艺与技术。严格支护设计,确保支护强度。开展快速支护参数及工艺研究。结合现场具体条件,选择合理的掘-锚工艺技术,进一步优化锚杆支护参数,减少作业工序,缩短安装锚杆的时间,加快锚杆支护速度。在软弱破碎煤岩体、高应力等困难条件下大断面.受二次动压影响的巷道支护,可采用强力锚杆、锚索支护系统,使用直径25mm(前后标注要统一)强力锚杆(极限拉断力420kN,屈服力为320kN,延伸率18%,杆尾螺纹规格M27),钻孔直径为34mm,配K2835.Z2860规格的树脂锚固剂及相应强度的托板;直径为19mm和22mm型强力锚索,树脂端锚配合钻孔为d28mm,树脂与注浆联合锚固配合钻孔为d32mm或d36mm。其中,d19mm的锚索为7股钢丝组成(极限破断强度为40t,延伸率为4.5%左右);d22mm的锚索为增加其可弯曲性能,采用19股钢丝组成(极限破断强度为60t,延伸率为7%左右)。从锚杆支护设计方法、支护材料、井下施工工艺及监测方面进行综合研究。在掘进巷道断层、破碎带条件下,可选用新型聚合注浆产品等支护材料,还可选用矿用工字钢+金属网+锚杆+局部锚索+局部注浆联合支护方式,解决松软顶板巷道支护技术难题。
2、推广改进锚杆施工机具
(1)传统掘进工艺中,采用MQT-120型风动锚杆钻机进行顶板锚杆眼的钻孔、顶板锚杆的搅拌安装;采用ZMS35型风煤钻打帮锚杆眼,风动锚杆安装器搅拌安装锚杆,人力扳手预紧。根据现场围岩情况,在顶板为砂岩、页岩时,可采用MQT-120型风动锚杆钻机进行顶板锚杆眼的钻孔、顶板锚杆的搅拌安装。紧固螺母采用风炮。在煤巷、半煤巷帮部则采用7665型风钻钻孔,采用防突钻机搅拌安装锚杆,紧固螺母采用2600型气动扳手。同时,锚杆使用机械安装,安装可靠性高,避免了人工操作的随意性,保证了安装质量。避免了过去锚杆使用扳手人工紧固时随意性强,难以保证足够的预紧力等问题。
(2)引进大功率气扳机安装锚杆,避免人工紧锚杆,保证锚杆安装质量。每根锚杆的安装时间平均减少5min以上,大大减少了支护时间,可以提高锚杆的初锚力和可靠程度,进一步提高巷道单进水平。
(3)在现用风动锚杆支护钻眼机具的基础上,引进适应硬岩条件煤巷施工的掘锚一体化钻机。
(4)引进或研发大扭矩旋转—冲击新型锚杆钻机,加快钻眼速度,提高掘巷速度,解决硬岩条件下打眼难题;供风不足的锚杆支护巷道施工点,可选用液压锚杆钻眼机具。
3、引进发展新型掘锚机具
(1)认真总结推广锚杆支护技术经验。对掘-锚作业线进行综合调研,结合矿井现有条件,引进国内外先进设备、技术、工艺。引进EBZ-160型等型号的大功率掘进机和全岩掘进机,实现煤巷单进突破的新目标。
(2)发展掘锚新机具。就目前的施工工艺而言,影响快速掘进的主要因素有两方面:一是掘进机割煤速度的快慢,二是锚杆机打眼安装速度的快慢。这种方法的主要矛盾是掘进工作面的开机率较低,一般在30%以下,支护时间过长,跟不上机掘速度,影响单进水平的提高。因此,发展掘-锚联合机组,实现“掘支锚一体化”平行作业,将是加快煤巷锚杆支护单进速度的有效手段。
4、加强施工组织和管理工作。安全管理工作是监理工作的一项重要内容,为此,监理部配备了专职安全管理人员,并要求监理人员牢固树立“安全第一、预防为主”及“抓施工必须抓安全”的理念。积极配合甲方安全管理部门做好安全管理工作。进场初期即会同甲方一起编制了“一通三防”等矿井危害预防措施及工广安全文明施工管理措施。制定了每月定期3次进行安全检查制度并认真执行。
四、结束语
随着综合机械化采煤技术的快速发展,尤其在部分国有重点煤矿企业中,综采机械化程度已达95%以上.采煤工作面推进速度越来越快。适应新形势,进一步依靠科技进步,提高单进水平,积极加强快速综采掘进和支护技术的推广应用,已经成为煤矿建设安全型高效矿井的必由之路。
参考文献:
[1]李健伟.煤矿岩巷快速掘进技术与管理[J].科技资讯,2012.
[2]丁伟杰,李海友,陈飞.煤巷快速掘进技术在第一煤矿成功实践[J].内蒙古煤炭经济,2008.
[3]张亚文.煤矿掘进中小型地质构造的识别及处理对策[J].焦煤科技,2010.