摘要:综掘机施工一般在岩石硬度系数f≦8的中硬及以下巷道掘进施工中发挥效能,在大型现代化煤矿矿山中应用较为广泛,当现场条件符合,在有色金属矿山、软岩隧道中也可投入使用。
关键词:综掘工作面;掘进施工技术
1导言
煤矿巷道掘进技术是煤矿开采技术中一个特别重要的环节,其关系到煤矿的生产能力及安全性,因而,提高矿井生产效率的重要前提条件就是快速而便捷的煤矿巷道掘进技术。
2影响煤矿巷道掘进施工的因素
以矿场实践来看,在煤矿巷道掘进施工进程中,有很多不确切因素在影响或限制着煤矿巷道掘进施工系统。以下就其较为重要的施工影响因素进行剖析。
2.1 施工机械设备
在煤矿巷道掘进的施工中,钻眼、爆破及装运是其采取的主要机械设备,装运在巷道施工中,是最为主要的工序,装运设备及钻眼的有效选择是提高煤矿巷道掘进施工效率最为高效的手段。钻眼:气腿式凿岩机在当前的煤矿巷道掘进施工进程中运用得较多。在实际操作过程中,受其可输出功率及钻速等因素的影响,其工作面钻孔效率难以提高;同时,鉴于其采用的操作流程,易受压风大小、瓦斯涌出量多少等的影响,难以达到高效运作。目前,国内部分煤矿井巷工程进行施工运作的主要技术为单臂、双臂、三臂凿岩台车技术,但其水平较低,多为沿承第一代或第二代层次。相比之下,在当前国际上,大断面煤矿巷道中采用的是盾构机、TBM 掘进机;而小断面则主要采用凿岩台车,基本上实现了煤矿巷道挖掘的自动化。装运:在煤矿平巷掘进过程中,装岩施工工序占所用循环时间的百分之五十,在国内,此项操作过程已经较为成熟。自上世纪五十年代的发展以来,装运总趋势在不断地得到现代化发展,已由传统的低效率间断式装备,渐渐向现代化高效率连续式装备过渡,使得可不间歇地持续工作,从而将煤矿掘进技术在此基础之上达到百分之二百的功效。生产技术:在国内,钻爆法施工技术是使用最为广泛的煤矿巷道掘进施工技术中。与传统施工技术相比,其施工效率、劳动时间及工人工作安全性能等方面,均得到较大的改善。但在其实际操作过程中,仍有不少的不足之处。这些不足之处需要得到更大程度的改善,从而提高和保障井巷的施工质量及工程工人的安全,最大可能性地消除最具有威胁性的安全隐患。
2.2 地质构造
在煤矿巷道掘进施工工程的影响因素中,地质构造亦是其中之一。操作面的岩层软硬程度、褶皱构造、岩石节理发育状况等;顶底板的固定程度、瓦斯涌流量、地表涌水程度等因素,都会影响煤矿巷道掘进施工的安全进程。从理论上来讲,地质条件较好的平原地段,其掘进进程的难度系数相对较小,进程相对而言就会较快;与之相反,那些较为复杂或脆弱的山区、丘陵地区则可能会导致施工进程的缓慢及工人工程安全系数降低。实践表明,在褶皱构造或断层发育地区,施工难度系数较大。同时最具有威胁性的影响因素则是瓦斯爆炸事故因素。其预防和治理是煤矿开采过程中的重中之重,难中之难。在工程的行进过程中,由于地质复杂,瓦斯随时有可能超标,发生爆炸,造成工程的重大损失及人员的重大伤亡。在实际工程操作中,一定要严守这一关,严格遵守相关制度,控制好瓦斯浓度,确保工程及工人安全。这样一来虽保证了安全,但却大大增加了生产成本,违反了市场经济的原则。
3煤矿巷道掘进施工技术
观察实际操作,我们可以看到,煤层之中的采准巷道设置大大增加了煤矿巷道在井巷施工工程中所占据的比例,大大拖慢了整个进程的速度。据资料显示,掘进巷道在煤层施工中,占据了总工程量的大部分比例,约为百分之七十。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在目前生产领域中,煤矿巷道掘进技术较为先进的施工方式主要有:煤巷综合机械化掘进施工技术,也即悬臂式掘进机和单体锚杆钻机配套作业线的统称;连续采煤机和锚杆钻车配套作业线,连续采煤机为主要掘进机械,需交叉换位施工,并配合巷道掘进。
3.1 煤矿巷道综合机械化掘进施工技术
悬臂式掘进机、可伸缩带式输送机、转载机、单体锚杆钻机及通风除尘设备和供电设备共同组成煤矿巷道综合机械化掘进施工技术,其最为关键的环节则是悬臂式掘进机,其质量的好坏、水平的高低直接影响着施工质量及是否高效作业。目前比较流行和使用广泛的是煤矿巷道悬臂式掘进机,研发运用于上世纪60年代,功率较小。追溯到上世纪80年代初,那时引进的AM 50型和S-100型两种掘进机,对国内综掘机械化的发展起到了巨大的影响及推动作用。仔细研究这两种类型的掘进机,发现二者虽都属于先进的专业作业机械,但因其功率、机重、破岩能力的限制,只适合运用于地质条件或环境比较好的平原作业地区。其施工技术最为主要的特点是:机械结构设计较为紧密,且其设计较为科学合理;其自身相比较而言比同类型机器较矮、重心相对比较低,因而拥有较好的工作稳定性;同时,鉴于该技术设备运用的是较为先进的设计技术,可以有效地提高机械设备履带行走机构运行可靠性;液压系统较简单而又可靠的设计,可有效提高液压系统的运行可靠性;其设备中的PLC技术电气系统可以有效地检测出掘进施工工程中的故障等不利因素。
3.2 煤矿综掘巷道拐弯连续施工技术
随着全球化趋势的发展,中国的社会经济也在不断发展。在此情况下,中国的矿产行业也在如火如荼地发展着。与世界上很多国家一样,中国也面临着严重的资源压力,但中国矿产行业的逐步现代化、国际化,解决了中国日益扩大的资源危机。但由于人们在煤矿巷道综掘机掘进的过程中易受到地质构造、地质环境等不确定自然因素的影响及施工技术落后等人为因素的影响,经常会出现巷道拐弯掘进的状况,这就是巷道掘进施工遇到的一道难题。因此,为了提高煤矿巷道掘进的施工进度及工作效率,同时降低工程施工的难度系数,与大角度连续拐弯掘进挖掘施工技术相对应的,将施工难度系数较高的巷道拐弯施工项目分成多个角度相对较小的巷道,从而达到连续施工的目的,大大提升工程施工进度。小角度短距离拐弯技术,在地质环境较为复杂恶劣的前提下产生,又借鉴于大角度施工技术,在综合考虑煤矿综掘机掘进施工工程过程中的众多不利因素,并对煤矿综掘巷道拐弯连续施工技术进行仔细研究的基础之上,而找到的合理有效的施工技术。在当前煤矿业,煤矿综掘巷道拐弯施工中小角度短距离拐弯施工技术发展得十分迅速。其发现,究其根本,来源于实践操作与理论的相结合,这一技术的特点主要表现在,与大角度长距离拐弯技术相比,具有如下优点:a)能够达到可持续长时间的操作,加快了工程进度,间接减少了生产成本;b)可操作性强,是在大角度操作的基础上延伸而来,操作难度较小;c)节省了空间及成本,同时又保障了工程的如期进行及工人的安全性。
4结语
结合理论和实际所得出的结论,由于知识和操作水平有限,可能在某些方面会有些不足,但却也是经过了仔细地勘察、研究,参考了具体案例得出的相关结论。笔者希望自己抛砖引玉,望后来人会有该方面更深层次的研究及论述,在确保工人人身安全的前提下,保障工程质量,实现企业乃至国民经济又好又快的发展。
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作者简介:骆秀生(1987-),男,山东邹城人,2014年毕业于电子科技大学软件工程专业,硕士,工程师,现任兖矿集团兴隆庄煤矿综掘一区副区长,从事掘进安全技术管理工作。
论文作者:骆秀生
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/16
标签:巷道论文; 煤矿论文; 施工技术论文; 技术论文; 工程论文; 地质论文; 因素论文; 《基层建设》2019年第12期论文;