煤矿快速掘进技术影响因素探究
摘要
关键词
煤矿;快速掘进技术;影响因素
正文
引言
近年来,各个领域对煤炭的需求量逐渐增加,煤炭采掘技术不断发展和进步。其中,机掘巷道快速掘进技术被普遍地应用于煤炭采掘中,且实现了理想的效果。为此,煤炭企业应持续改进与完善机掘巷道快速掘进技术,强化平行作业,进而实现煤矿采掘效率和质量的提升。
1煤矿快速掘进技术
1.1悬臂式掘进机综掘技术
悬臂式掘进机综掘技术的掘进设备为悬臂式掘进机,支护设备采用单体锚杆钻机或机载锚杆钻机,其配套设备主要包括桥式转载机与带式输送机等。由于悬臂式掘进机综掘技术所采用的悬臂式掘进机的机身灵活,使其截割方式能够适应全煤、全岩、半煤岩条件下的巷道掘进。但该技术仅能“前掘后锚”,掘进与支护的过程不能同时进行,限制了掘进效率,另外,煤矿赋存条件复杂性也在一定程度上限制了综掘作业的速度。针对该技术下的巷道掘进效率较低的问题进行了研究。以悬臂式掘进机配以锚杆钻车的掘锚交叉作业方式代替传统的悬臂式掘进机配以单体锚杆钻机的作业方式,既可减少施工人数,又能提高巷道掘进效率。基于悬臂式综掘机的掘支锚联合平行作业技术,结合自移式临时支架结构与锚杆作业车,提高了掘支锚平行作业率,从而提升巷道掘进效率。
1.2掘锚一体化掘进技术
掘锚一体化掘进技术应用到的掘进设备为掘锚一体机,与之配套的设备有行走给料破碎转载机、桥式胶带转载机、可伸缩带式输送机等。该技术融合了悬臂式掘进机综掘技术与连续采煤机掘进技术的优点,将掘进设备与支护设备融于一体,可做到掘锚平行作业,实现了“边掘边锚”,能够极大地提高掘巷效率,但该技术仅适用于巷道断面大的单巷快速掘进,所用到的掘锚一体机机身大且价格昂贵,并对所掘进巷道的底板稳定性有一定的要求。
2影响煤矿快速掘进的主要因素
2.1关键技术不成熟,掘进工序联合性较差
部分巷道掘进关键智能技术仅停留在理论层面,缺乏实际应用案例。虽然我国对于悬臂式掘进机综掘技术的研究已经有了起色,并相继推出了离机遥控、断面监测等研究成果,但设备故障检测、智能截割、位姿纠偏等技术相对薄弱,智能关键技术研究成果的不足是导致巷道掘进整体智能化水平偏低的根本原因,由于巷道掘进是一个系统性的工程,单独对某一工序进行优化设计的思路总是片面的,对于巷道掘进工序的系统性研究相对薄弱是导致整体工序联合性较差的关键所在。
2.2掘进设备不够先进
在掘进的过程中,设备的选择也是非常重要的,选择使用技术先进且质量好的掘进设备,可有效地保障掘进速率,确保掘进质量。近年来,我国在掘进设备方面的研究投入也较大,但与西方国家相比,我国的掘进设备还不够先进,在很多方面远远达不到国际生产水平。比如,在进行重型设备设计的过程中,设备运行的整体自动化能力较差,可靠性不高,严重影响掘进速度,且设备出现故障的概率较大,正常工作时间短,直接增加了施工周期,给工作人员带来了较大的困扰。对于钻具来说,易出现破损或断裂,不仅不能保证施工安全性,还会给企业造成较大的经济损失,严重影响企业利益及企业健康的发展。
3煤矿快速掘进技术应用策略
3.1选择科学合理的掘进方式
在选择掘进方式上,应当保证其科学性、正确性,保证施工的安全性。在实际的支护过程中,巷道的挖掘技术具有重要的作用,一方面可以提升施工作业的工作效率,使得巷道掘进技术与支护技术能够在煤炭开采过程中,满足其具体要求。而从目前的现状来看,在进行施工的过程中施工作业的方式十分丰富,其中包括了交叉作业、顺序作业等方式。但是,在进行项目施工时,施工人员还需要根据实际的情况调整开采施工作业设备的工作方式,并且还要按照不同情况灵活对机器设备进行科学合理的选择。
3.2作业人员管理和设备管理的优化
煤矿巷道掘进作业现场不仅有较多的施工设备,还有很多作业人员。一般情况下掘进工作面空间窄小,因此做好施工管理,实现井下空间的合理分配显得十分重要,具体应做到以下几方面:(1)掘进设备与支护装备分开放置,以避免作业过程中互相干扰,一般情况下支护装备与掘进设备之间距离应不小于2m。(2)对井下作业人员进行合理组织分配。原则上,掘进作业、支护作业的人员用工是完全分开的,但在日常的煤矿企业生产施工过程中,掘进快于支护作业,因此,作业人员的组织分配还需要根据煤矿企业实际施工情况灵活调动。(3)根据作业进度运送支护材料。在支护作业过程中需要用到大量支护工程材料,如果提前运送大量材料,则会导致掘进作业空间窄小,不利于通风和作业。
3.3井下施工组织优化
为了提高井下施工组织的有效性,提出了包机管理制度、完善奖惩制度、加强时序管理制度等,全方位地提升井下巷道掘进施工效率。(1)包机制度管理。实施包机到人的制度,保证每台设备有专门的人员负责,并进行定期维修与保养,将设备的故障率和人员的绩效挂钩,提高管理的有效性。(2)奖惩制度完善。为充分调动工作人员的积极性,从出勤率、工作完成质量和效率入手,设置分级奖惩体系并设置监督部门,保证奖惩制度的落实。(3)时序管理优化。井下巷道掘进主要包括割煤、支护、掘进、出煤等工序。针对不同工序设置了标准作业流程和标准作业工时,对各个班组进行专项培训和考核,要求全员通过考核后才能上岗作业,从而提升了井下不同工序间衔接的可靠性,提高了工序衔接效率。
3.4重视地质勘测工作
对于煤矿的井下巷道工程建设而言,即使巷道所选择使用的支护质量再好,也会由于地质条件的影响发生安全事故,因此在工程开始之前,应做好地质勘测工作。若没有经过地质勘测,随意开始巷道掘进,不仅会影响整个巷道工程建设的质量,还会出现安全问题,一旦破坏到某一个主要的地质层,就会导致地质层整个塌陷,影响整个工程建设的进度。对于地质勘测工作,可从以下两方面入手:首先选择使用三维物探、钻探的方式进行探查,明确掌握地质层的主要构成部分;其次,做好施工问题预测工作,便于后期问题发生之后选择采用适当的解决措施。
结语
加强煤矿掘进速度,运用先进的技术,确保煤矿掘进的安全性、可靠性、稳定性,提高矿井掘进水平,加强工人技术技能的训练,实行科学化、标准化的循环操作,并对煤矿进行综合整治,并根据我国煤矿的地质特征,采取较前沿煤矿的巷道开挖技术,确保煤矿正常生产和生产安全,才能实现可持续发展。
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