煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用探討

李壽康

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用探討

李壽康

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支持力量就是煤炭資源，同時也是不可再生資源，我國的煤炭開采工程通常規(guī)模較大，有的更是達(dá)到千萬噸級，我國的開采技術(shù)也在不斷發(fā)展。目前，我國煤炭資源在開采過程中不斷消耗，這就需要我國不斷發(fā)展新開采技術(shù)，增加我國的煤炭開采速度，從而達(dá)到節(jié)約成本的目的。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)我國開采中的實際情況，完善開采設(shè)計，改進(jìn)施工工藝，以增加開采技術(shù)和資源的使用效率。井下采煤主要是以井下掘進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的工作，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和煤礦生產(chǎn)水平的提高，越來越多的高效掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，為煤礦掘進(jìn)工作提供安全保障。井下采煤是一項危險性較高的工作，一但發(fā)生事故，將造成非常嚴(yán)重的后果，為此，要求我們要不斷完善井下采煤管理模式，加強安全生產(chǎn)意識。本文首先對我國煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)中所存在的問題與現(xiàn)象進(jìn)行了分析，然后論述了掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，并對掘進(jìn)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

煤礦井下；掘進(jìn)技術(shù)；推廣；應(yīng)用；探討

1 我國煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)中存在的問題與現(xiàn)象

1.1 對掘進(jìn)技術(shù)與設(shè)備管理的專業(yè)性認(rèn)識不足

在我國煤礦井下掘進(jìn)企業(yè)中，通過對井下掘進(jìn)技術(shù)的了解與掌握，能夠?qū)γ旱V井下掘進(jìn)工作企業(yè)的整體工作進(jìn)行監(jiān)督控制，但是由于管理人員對井下掘進(jìn)技術(shù)管理的認(rèn)識不足，導(dǎo)致對井下掘進(jìn)技術(shù)的管理不充分，嚴(yán)重影響了煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)管理的有效性，對井下掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有效管理，能夠幫助煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)對自身情況做到充分的掌握，進(jìn)而做出正確的工程控制，然而不足的井下掘進(jìn)技術(shù)管理導(dǎo)致對自身情況估計失誤，導(dǎo)致在進(jìn)行決策的過程中產(chǎn)生了盲目性，造成對煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)的嚴(yán)重安全事故，因此加強對井下掘進(jìn)技術(shù)管理的控制是煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)發(fā)展工作的必要手段，需要得到煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)的管理層及掘進(jìn)技術(shù)管理人員的重視。

1.2 井下掘進(jìn)技術(shù)管理有效性低下

我國煤礦井工作企業(yè)的井下掘進(jìn)技術(shù)管理屬于技術(shù)管理的范疇，提高井下掘進(jìn)技術(shù)管理的水平需要落實到不同技術(shù)的加強，通過發(fā)展掘進(jìn)技術(shù)管理，來帶動煤礦井下掘進(jìn)工作發(fā)展的有效性與公正性，但是現(xiàn)如今我國井下掘進(jìn)技術(shù)管理有效性低下，主要表現(xiàn)為對單位所有的井下掘進(jìn)技術(shù)不能充分掌握，這主要源自于煤礦工作企業(yè)對井下掘進(jìn)技術(shù)管理的認(rèn)識不足，對掘進(jìn)技術(shù)管理的具體實施不夠全面，導(dǎo)致我國煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)的技術(shù)管理手段不足，管理有效性低。

2 煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用

2.1 煤巷綜合機械化掘進(jìn)技術(shù)

煤巷綜合機械化掘進(jìn)方式是指在井下巷道掘進(jìn)的過程中，采用和依靠各種機械化掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行的一種方式。其所采用的掘進(jìn)設(shè)備主要有：懸臂式掘進(jìn)機、轉(zhuǎn)載機、可伸縮帶式輸送機、單體錨桿鉆機、通風(fēng)除塵設(shè)備及供電系統(tǒng)等設(shè)備組成。目前對煤巷綜合機械化掘進(jìn)設(shè)備的主要要求和特點有：對掘進(jìn)機械的整體設(shè)計有一定的要求，特別是結(jié)構(gòu)方面，一定要結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計合理；要求掘進(jìn)機的工作穩(wěn)定性要好，這就要求其工作的重心和機身要低；由于井下掘進(jìn)環(huán)境惡劣，要求掘進(jìn)設(shè)備具有良好的適應(yīng)性和可靠性，而且要有一定的自動裝置和自動檢測系統(tǒng)。從以上各個方面來看，煤巷綜合機械化掘進(jìn)方式最主要的是要依靠這些設(shè)備才能完成掘進(jìn)工作和任務(wù)。

2.2 大斷面煤巷連續(xù)采煤機掘進(jìn)技術(shù)

近些年來，大斷面掘進(jìn)機被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化礦井采掘工作中，大斷面掘進(jìn)機相比于其他傳統(tǒng)掘進(jìn)機具有采煤、落煤、運煤等一系列功能，且在割煤過程中可以有效控制截割煤的寬度實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。目前我國主要采用的是單機引入和配套設(shè)備引入兩種方式，具有良好的適應(yīng)性和效率性。主要用于大斷面煤巷的掘進(jìn)和短臂開采，按照運輸方式的不同可以分為兩種：間斷運輸和連續(xù)運輸，在我國使用較多的還是連續(xù)運輸?shù)姆绞健＿B續(xù)運輸方式進(jìn)行煤礦掘進(jìn)的主要工作原理是：在進(jìn)行大斷面巷道掘進(jìn)時，連續(xù)采煤機和錨桿鉆車可以實現(xiàn)位置交換。連續(xù)掘進(jìn)機在進(jìn)行掘進(jìn)循環(huán)作業(yè)時可以在運輸巷道中不斷掘進(jìn)，同時錨桿鉆車可以進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)。假如連續(xù)掘進(jìn)機完成自身的掘進(jìn)任務(wù)時，會自動與錨桿鉆機進(jìn)行互換位置，進(jìn)而實現(xiàn)交叉換位以此來完成下一個循環(huán)作業(yè)。通過其工作原理可以看出通過連續(xù)運輸方式進(jìn)行煤礦掘進(jìn)可以提高煤礦掘進(jìn)的采掘效率保證掘進(jìn)的質(zhì)量，比傳統(tǒng)懸臂式掘進(jìn)設(shè)備更具優(yōu)勢。但是，該掘進(jìn)方式在實際采掘過程中有一些缺點，就是其在掘進(jìn)中對空間條件有一定要求，并且不能進(jìn)行單巷掘進(jìn)。

2.3 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)主要是將桿柱打入到預(yù)先在地表巖體上鉆好的孔洞之中，圍巖內(nèi)部植入的錨桿可以改變圍巖自身的狀態(tài)，提高巖體機構(gòu)弱面的抗剪強度，在圍巖周圍形成一個既能保證自身穩(wěn)定又能防止上部圍巖松動及變形的加固拱以此來確保巷道的穩(wěn)定可靠性。通過錨桿和圍巖共同產(chǎn)生的作用力來提高巷道的穩(wěn)定性，該支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)中廣泛應(yīng)用，對巷道作業(yè)人員的掘進(jìn)工作起著重要的安全保證。錨桿支護(hù)具有是施工簡易，機械操作效率較高，速度快等特點，但是錨桿支護(hù)技術(shù)也存在一定局限性，即不能封閉圍巖無法阻止圍巖風(fēng)化，更不能阻止裂縫巖石剝落發(fā)生。

2.4 聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

通常來講，聯(lián)合支護(hù)就是指在井下掘進(jìn)時，需要采用兩種或者更多的支護(hù)方式，共同對圍巖進(jìn)行穩(wěn)定的一種綜合性支護(hù)手段。單一支護(hù)的方式主要包含錨桿支護(hù)、混凝土支護(hù)、砌碹支護(hù)和棚架式支護(hù)等。如果在正常的施工過程中將這幾種方式通過科學(xué)的疊加，有機地結(jié)合在一起，就能夠形成聯(lián)合支護(hù)。在聯(lián)合支護(hù)中，大家常見的幾種形式有：①錨噴支護(hù)。就是將錨桿同混凝土土支護(hù)有機結(jié)合在一起，這種支護(hù)的方式安全可靠，成本較低，在礦井下進(jìn)行掘進(jìn)可以采用此方式，尤其是在易垮塌的巷道中，應(yīng)用更為頻繁。②錨網(wǎng)支護(hù)。就是有機結(jié)合錨桿和金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)就是使用鐵絲制成網(wǎng)片，并利用托板將其穩(wěn)穩(wěn)地固定在事先準(zhǔn)備好的錨桿的端頭處。該方式的主要作用是防止小塊巖石在松動的情況下掉落，常用在一些圍巖不夠穩(wěn)定、跨度較小的煤礦巷道中。③錨噴網(wǎng)支護(hù)。這是一種綜合性的支護(hù)方式，是錨桿與混凝土加上金屬網(wǎng)共同進(jìn)行支護(hù)。金屬網(wǎng)可以有效提高混凝土的整體特性，讓混凝土產(chǎn)生的應(yīng)力可以均勻地分布在各個角落，從而防止出現(xiàn)噴層開裂的現(xiàn)象，增強噴層本身的抗壓力、抗拉力。

噴層主要就是把金屬網(wǎng)全部都覆蓋上，但是這種方式有環(huán)境限制，需要在巖層破碎、圍巖不穩(wěn)定、跨度過大的礦井巷道中進(jìn)行，這樣才能真正地發(fā)揮出它的效用，提高生產(chǎn)的安全性，盡可能防止意外的出現(xiàn)。

3 煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 推廣和發(fā)展掘錨一體化技術(shù)

煤礦井下巷道掘錨一體化技術(shù)代表著煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向，也是實現(xiàn)煤礦開采高產(chǎn)高效礦井技術(shù)的主要措施。相對于其他掘進(jìn)技術(shù)，掘錨一體化技術(shù)具有的優(yōu)點有：①適用范圍更廣，掘進(jìn)工效也有進(jìn)一步改善，巷道成型好；②適合于頂板條件不太好的單巷及雙巷掘進(jìn)；③能夠提高錨桿支護(hù)的效果，改善作業(yè)環(huán)境和降低工人勞動強度。

由于我國的煤礦地質(zhì)比較復(fù)雜，各種井下掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備參差不齊，施工的工藝也不同，因此要發(fā)展掘錨一體化技術(shù)，就要針對我國煤礦的地質(zhì)條件和施工工藝進(jìn)行研究，提供多種配套形式。

3.2 大斷面多巷掘進(jìn)推廣使用連續(xù)采煤機技術(shù)

在大斷面多巷掘進(jìn)中，國外多是采用連續(xù)采煤機技術(shù)，也是高效率高質(zhì)量工作面順槽主要掘進(jìn)方式。連續(xù)采煤機煤巷掘進(jìn)可以實現(xiàn)采掘一體化，具有掘進(jìn)速度快、掘進(jìn)成本低的優(yōu)點，也是目前多巷高效掘進(jìn)技術(shù)研究的重點。

總而言之，煤炭是一種不可再生資源，對我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展起到重要的作用，對煤炭資源的利用應(yīng)堅持可持續(xù)發(fā)展理論。選擇最為合適的井下掘進(jìn)技術(shù)，可以提高煤礦生產(chǎn)的機械化和生產(chǎn)質(zhì)量的高效性，從而滿足煤礦企業(yè)的發(fā)展需求，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)、節(jié)約生產(chǎn)及可持續(xù)化生產(chǎn)目標(biāo)。

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