煤礦巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)

史玉輝

(山西潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司)

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煤礦巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)

史玉輝

(山西潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，對能源的需求逐步增大，在所需能源中煤炭所占的比重是最大的。煤炭產(chǎn)量的不斷增加使得采掘進(jìn)程日漸增快，需要盡快提升掘進(jìn)技術(shù)水平，增強(qiáng)管理力度，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)效率的提高。對巖巷掘進(jìn)技術(shù)和管理中的問題進(jìn)行了分析，提出了巖巷掘進(jìn)技術(shù)管理的優(yōu)化方案，以提升煤礦產(chǎn)量、質(zhì)量。

煤礦巖巷 掘進(jìn)技術(shù) 管理

當(dāng)前煤礦作業(yè)中，巖巷掘進(jìn)技術(shù)十分關(guān)鍵，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對煤炭的需求越來越大，必須盡快提升煤礦產(chǎn)量。由于煤礦開采、生產(chǎn)環(huán)境惡劣，在地理情況復(fù)雜的區(qū)域，加快巖巷掘進(jìn)困難較大，需要從煤炭的開采技術(shù)和管理兩方面進(jìn)行探討。

1 巖巷掘進(jìn)現(xiàn)狀

近幾年中，巖巷掘進(jìn)技術(shù)主要是傳統(tǒng)的方式，即使用炮掘作業(yè)，配備的設(shè)施不夠先進(jìn)，掘進(jìn)工作效率低，隨著開采面的逐漸深入，地質(zhì)環(huán)境變得非常復(fù)雜，由于掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)施的局限性，導(dǎo)致煤礦產(chǎn)量急劇減少。因此，為提高煤礦掘進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段在大型煤礦中主要應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤技術(shù)，減少工人勞動量，大大提升了生產(chǎn)效率。

2 快速掘進(jìn)技術(shù)

2.1 爆破技術(shù)

國內(nèi)礦山和地下工程中使用光爆錨噴支護(hù)技術(shù)的范圍較大，其優(yōu)勢主要是：①光爆錨噴施工質(zhì)量高，對圍巖的破壞性最小，增強(qiáng)了安全性能；②降低超挖，對材料和成本投入少；③自身效率極高，機(jī)械化程度普及而減少了勞動量。光面爆破是用特殊的裝藥設(shè)備，使用合適的光爆參數(shù)和起爆次序，保障了巖石壁面整齊光滑。當(dāng)巖石硬度系數(shù)較大時，經(jīng)常使得切割機(jī)的切割頭遭到損壞，常使用爆破解決。

在實(shí)際爆破工作中確定爆破參數(shù)原則：①主次性，依據(jù)施工的實(shí)際狀況確定主次作用的參數(shù)，合理設(shè)計主要影響參數(shù)，忽略非關(guān)鍵參數(shù)；②互異性，每個參數(shù)都會相互影響，具有互異性，根據(jù)這些參數(shù)的特性來考慮所應(yīng)對的使用區(qū)域;③定量性，各爆破參數(shù)要依據(jù)公式確定，不可單單依靠經(jīng)驗(yàn)來確定，經(jīng)驗(yàn)通常是作為輔助參考來使用的;④對主要影響參數(shù)要把握其適用性，根據(jù)實(shí)際場所靈活調(diào)整，使所選擇的參數(shù)和使用情況相符合。如炮孔裝藥量的設(shè)計要合理，藥量太小則巖石沒有產(chǎn)生預(yù)想的松動效果，藥量太大會有很大的沖擊波，使得爆破的巖石對施工現(xiàn)場造成巨大的破壞，所以必須是根據(jù)巖石的硬度系數(shù)來設(shè)計；炮眼的選擇上也要合理，在深度逐漸增加的情況下，炮孔周圍夾制作用也會增強(qiáng)，為了保障爆破能量的有效釋放，可以合理地增大炮眼深度。

2.2 運(yùn)輸系統(tǒng)的改善

傳統(tǒng)的巖巷掘進(jìn)技術(shù)中通常使用的運(yùn)輸方式是扒裝機(jī)、絞車和電瓶車，這些運(yùn)輸工具效率普遍不高，并且具有很多的安全問題。為提高巖巷掘進(jìn)技術(shù)，可以應(yīng)用膠帶運(yùn)輸機(jī)，在提升生產(chǎn)效率的同時防止安全事故的產(chǎn)生。巷道掘進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)的維護(hù)主要有以下幾個方面：要配備足夠?qū)I(yè)的維修人員，定期對運(yùn)輸機(jī)做維修，在每個施工隊(duì)中都要有專門的運(yùn)輸隊(duì)長，負(fù)責(zé)運(yùn)輸系統(tǒng)中設(shè)施的維修；不可以超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，遇到較大的矸石要破碎后再運(yùn)輸；鋒利的鐵器不能在運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)輸，防止刮壞運(yùn)輸機(jī)[1]；增強(qiáng)對運(yùn)輸系統(tǒng)中重要設(shè)施的檢修，尤其是減速器、帶式輸送機(jī)等；增強(qiáng)對整體運(yùn)輸過程的檢查，防止發(fā)生堵眼、堵倉等現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 提升支護(hù)力

巖巷開挖后，為防止圍巖變形或是預(yù)防破碎的巖石掉落而砸傷人員，應(yīng)及時進(jìn)行支護(hù)。當(dāng)前，國內(nèi)積極推廣錨桿支護(hù)方式。錨桿支護(hù)主要是以錨入圍巖內(nèi)部的錨桿影響圍巖的受力情況，在巷道周圍建立完整穩(wěn)固的巖石帶，使錨桿和圍巖共同作用以維護(hù)巷道穩(wěn)定。與架棚支護(hù)對比，節(jié)約坑木和鋼材，巷道變化程度小并且維護(hù)資金較少，在安全性能上更放心，而質(zhì)量較輕的錨桿能夠減少工人的勞動量，還可以降低通風(fēng)阻力，十分便于一次成巷施工和快速掘進(jìn)。缺點(diǎn)是無法防止圍巖風(fēng)化和預(yù)防錨桿間裂縫巖石的掉落。

2.4 使用現(xiàn)代化測控技術(shù)

用現(xiàn)代化測控技術(shù)對掘進(jìn)機(jī)的工況做監(jiān)測，其中包含推進(jìn)方向監(jiān)控和切割電機(jī)功率調(diào)節(jié)等，并且可以對工況監(jiān)測和故障診斷，對供電電壓的測控以及液壓系統(tǒng)等都可以監(jiān)測，甚至可以對其遠(yuǎn)程控制，實(shí)行機(jī)電一體化，提升掘進(jìn)機(jī)的使用效率，對改進(jìn)巷道快速掘進(jìn)技術(shù)有很大的幫助[2]。

2.5 應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)

在美國、非洲等主產(chǎn)煤炭的國家中，連續(xù)采煤機(jī)得到了很大的應(yīng)用，國內(nèi)也在引進(jìn)連續(xù)采煤機(jī)，并且完善了所需的配套設(shè)施，在大采高綜采工作面大斷面順槽雙巷掘進(jìn)中，實(shí)現(xiàn)了高速掘進(jìn)。連續(xù)采煤機(jī)是較為先進(jìn)的掘進(jìn)設(shè)施，配套設(shè)施主要包括運(yùn)煤車、鏟車等機(jī)械裝置，具有速度快、效率高以及配套簡潔實(shí)用、安全穩(wěn)定等優(yōu)勢。很多實(shí)踐證明，連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)配合錨桿支護(hù)是最高效的巷道快速掘進(jìn)技術(shù)。

2.6 選擇優(yōu)良的掘進(jìn)機(jī)

作為巷道快速掘進(jìn)的重要設(shè)施，掘進(jìn)機(jī)的選擇十分的重要，對液壓、電氣等元件質(zhì)量要求嚴(yán)格。有條件的情況下用嵌裝式結(jié)構(gòu)，使用模塊組裝，盡量的簡約結(jié)構(gòu)，最大化地提升設(shè)施的穩(wěn)定性，使機(jī)械的穩(wěn)定性達(dá)到最高程度，并且保證其操作、維修的方便，實(shí)現(xiàn)安全可靠性。經(jīng)過引進(jìn)和國產(chǎn)化之后，國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)的制造標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到了一個全新的領(lǐng)域，基本可以滿足掘進(jìn)要求。

2.7 實(shí)行平行交叉作業(yè)

多工序平行交叉作業(yè)可以保障提高工作效率，縮短循環(huán)的作業(yè)時間，加大巷道掘進(jìn)速度，實(shí)現(xiàn)合理化生產(chǎn)。在巷道掘進(jìn)工作中可以平行交叉作業(yè)工序?yàn)椋孩俳唤影嗪途蜻M(jìn)工作安全質(zhì)量檢測;②鉆眼和裝巖;③測量中腰線和打眼等準(zhǔn)備工作;④鉆眼和清理炮眼;⑤噴漿和掘砌水溝;⑥臨時支護(hù)和打錨桿準(zhǔn)備。

3 結(jié) 語

為提高煤礦的生產(chǎn)效率，必須持續(xù)提升和改進(jìn)煤礦采掘技術(shù)，巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)成為當(dāng)前煤礦生產(chǎn)技術(shù)的主流。巖巷作業(yè)時會有很多的干擾因素，需要制定對應(yīng)的方案及安全管理，以保障煤礦生產(chǎn)安全高效地進(jìn)行。

[1] 趙志軍.煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)研究[J].山東煤礦科技，2014(5)：82-83.

[2] 李建偉.煤礦巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)與管理[J].科技資訊，2012(21)：102.

2016-07-14)

史玉輝(1987—)，男，助理工程師，032600 山西省晉中。