浅谈煤巷机械化快速掘进的优化技术论文_史迎松

(淮北矿业集团杨柳煤业有限公司,安徽 淮北 235119)

摘要:本文从工作面地质概况、掘进多工序平行协调作业模式的运用、对掘进施工工艺与施工组织进行优化等方面进行了分析,说明了其优化掘进施工的效果和作用,最终对掘进效果进行了分析评价,结果是掘进速度、效率明显加快。

关键词:煤矿;煤巷;快速掘进;优化施工

引言:煤矿巷道掘进施工主要是由破岩、装运、支护三大工序组成而成的,是一个复杂的多工序交替施工过程,若要实现巷道掘进施工的快速高效,那么就要要求每个工序都必须能够高效率的协调连接,其中最关键的措施就是要采用有效的掘进破岩、装运和支护技术。施工期间要对掘进施工工艺不断地进行优化,并要采取多工序平行协调作业、优化施工组织和管理,解决破岩与临时支护的工序衔接问题,能够在安全的前提下,有效促进掘进速度的提升。运用科学管理施工工序,各工序进行有效穿插,以使各个工序用时少、衔接顺畅,从而实现掘进效率的提高。

1工作面地质概况

我矿多数煤层地质结构都比较简单,多为稳定可采煤层。工作面机、风巷都是沿煤层底板掘进,且多为矩形断面。

2掘进多工序平行协调作业模式的运用

1)掘进支护平行作业施工。我矿在对某工作面风巷运用理论和FLAC数值模拟计算后,对原巷道支护参数进行了调整,也就是将顶板锚杆间排距由800mm×800mm改为900mm×800mm,提高单排间距,而临时支护采用ZLJ2X1040/26/40型掘进临时支护装置,最小控顶距不大于300mm,最大控顶距不大于2700mm(掘进支护断面展开情况见如图1所示)。临时支护施工主要方法:①移动掘进临时支护装置。在巷道完成一个循环进度截割成型后,可将机组退到永久支护完整的地方降下截割臂,并切断电源,然后进行敲帮问顶。移动掘进临时支护装置,对截割后的顶板进行有效支护。最后进行永久性支护,这样由外向里逐排打注锚杆,依次打注顶部、帮部锚杆,待永久支护完整之后,此时综掘机可继续进行施工作业。②使用的临时支护工艺流程为:退机组→截割头落地且闭锁→敲帮问顶→移动掘进临时支护装置→临时支护下把钢筋网托在顶板之上→打注顶板锚杆形成永久支护。

2)锚杆支护参数选择。对顶帮支护,均采用左旋无纵筋高强度直径为22mm螺纹钢锚杆,长为2500mm,金属托盘规格为长×宽×厚=120mm×120mm×10mm。

3)锚索支护参数选择。可采用单根Φ17.8mm×6300mm钢绞线制成锚索,其锚索金属托盘规格为长×宽×厚=300mm×300mm×16mmm,锚杆株排距改为1600mm×1600mm,而间排距改变后一个循环同样掘进3排(2.7m),一个班掘进了1.5个循环,这样日进尺能达到16.2m的效果。

3对掘进施工工艺与施工组织进行优化

1)掘进施工工艺。①本掘进工作面运输巷采用掘进机掘进,开掘后的煤由掘进机装载部自行装煤,并通过掘进机、桥式转载胶带,经过刮板输送机转载到集中回风巷至主井,煤从主井通过刮板输送机运至上部胶带输送机,直至运到地面。②掘进机截割头由巷道上部进刀,深度0.35m,然后在巷道内水平摆动截割,周边留下0.2~0.3m厚的煤、矸,每横向截割一次下落0.45~0.90m,按照截割曲线连续摆动至初步成型。当截割完一个循环进度后,可以自上而下的修成所设计的断面,直到达到要求为止。③截割完成后,使用配套乳化液泵站提供动力,移动掘进临时支护装置,一次性对巷道顶板临时支护到位,淘汰落后的单体式临时支护作业方式,缩短顶板暴露时间和职工来回搬运单体时间,减轻职工劳动强度。

2)劳动施工组织。我们改进锚杆支护施工工艺,并采用掘支单行、一次成巷的作业方式,同时运用“三八”制的作业形式作业,而前半班为检修,后半班为生产。如此作业对提高巷道掘进速度极为有效。具体掘进循环作业的图表,见如图2所示的施工程序。经过优化锚杆间排距后,对该掘进运输巷进行观测记录,并绘制而成。如此对锚杆支护参数、锚索间排距参数,以及循环掘进速度进行优化、调整,使之更加合理,循环掘进速度明显加快,效果非常显著。

4掘进效果分析评价

我们通过对该选择工作面运输巷锚网支护锚杆间排距的优化,其掘进进尺明显增加了六成以上,有效提高了掘进的速度与工作效率,班循环数由1.5个循环增加到了2个循环,锚杆日进排数由9排增加到了14排。与此同时,既解决了锚索打眼作业与其他作业间的矛盾,又实现了接班后在机后打锚索和帮锚杆,保证掘进面正常切割作业,使得工序得到了有效的穿插。目前,我矿煤巷防突掘进月单进水平已由原来180米/月,提高至290米/月,并稳定保持。

结束语:

煤巷机械化掘进作业,通过顶板锚杆、锚索间排距等参数的优化调整,掘进临时支护装置的使用,并采用科学合理的循环作业方式,保证了掘进进尺效率和工程质量。重点也就是在以下四个方面:①顶板锚杆间排距、锚索间排距调整,优化后,锚杆支护速度明显得到加快。②工作面风巷采用掘进机掘进,其后配套转载运输设备,通过掘进机桥式转载胶带经过皮带机运输到巷道煤眼,通过井下胶带运输巷至主井,实现后路运输“连续化”,加快了巷道机械化掘进施工速度。③使用掘进临时支护装置,实现对截割后顶板一次性临时支护到位④改进掘进施工作业管理方式的调整,这能有效提高巷道掘进速度,采用掘支单行、一次成巷的作业方式和“三八”制作业形式,并运用科学管理,既保证了工程质量,又大幅提高了掘进速度。

参考文献

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[6]MT312-2000.液压装置通用技术条件[S].

论文作者:史迎松

论文发表刊物:《知识-力量》2018年9月中

论文发表时间:2018/9/27

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