淮北矿业集团工程处许疃矿建工区,安徽亳州 233529
摘要:本文分析了岩巷掘进中所存在的主要问题、影响岩巷快速掘进的主要因素,提出了提高岩巷快速掘进的有关技术措施。
关键词:煤矿;岩巷掘进;快速;措施
引言:近年来,煤矿采煤装备和技术水平的不断提高,煤炭生产能力得到大幅度的提升。自此,掘进的速度就显得比较滞后了,使得矿井的生产衔接十分紧张。为保证生产的正常衔接,势必要加快开拓工程的进度,进而为采煤生产做好先锋。但是,提高掘进速度,关键的还是掘进设备,特别是硬岩巷道的掘进。在岩石巷道的掘进中,影响掘进速度的因素较多,诸如地质环境、工艺和劳动组织等。同时,后段的矸石装运、支护等环节也不能影响前方的掘进施工方可。只有多环节管理好、组织好,保证整个掘进生产系统的顺畅,多工序能够交叉作业,没有等待工序,才能有效提高岩巷的掘进速度。
1.岩巷掘进中所存在的主要问题
1)机械化装备水平普遍较低。在岩巷机械化作业线方面,近几年逐步使用了综掘机。运用掘进机进行破岩,在装岩、转载、运输等主要环节实现机械化配套,进而形成机械化作业线。但是,掘进机破岩易损截齿等部件,致使开机率会大大降低,特别是在硬岩巷道、大坡度条件下掘进,更显得掘进能力不足了。后方运输环节再出现问题,就使得掘进效率更低。
2)施工工艺、工作面布置和劳动组织形式不合理。掘进中很多都不能根据具体条件确定合理的施工工艺,以及优化掘进、装岩、支护和运输等工序的最佳时间参数;不少工序都不能实现平行作业,从时间和空间上也不能充分运作,出现窝工现象较多。
3)爆破参数选择不科学,有待进一步优化。有些煤矿岩石巷道依然使用炮掘工艺,由于掘进炮眼数目较多,这直接影响了巷道掘进打眼的时间;爆破效果差,又存在超欠挖现象,使得周边成形不理想,进而出现二次返工现象。
4)操作人员素质和劳动积极性差。由于岩巷掘进新工艺、新设备和新材料的不断应用,综合机械化设备更新较多,不少操作工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护知识、常见设备故障、诊断方法和设备事故处理措施都不熟悉,进而也影响了连续生产。另外,不少单位奖惩制度不具体,落实不力,这也导致工人没有积极性和主动性。
2.影响岩巷快速掘进的主要因素
岩巷掘进是由破岩、装运和支护三大工序所组成的多工序交替的施工工艺过程,其不但复杂,且施工工艺综合性很强。因此,影响掘进速度的因素也表现较多。像地质构造、掘进装备的先进程度、生产技术水平,施工工序的衔接度以及生产组织管理的科学合理性等都有关。
1)地质构造的影响。地质构造对掘进影响很大。地质构造存在的大量褶皱、断层或火成岩侵入体等,都会严重影响巷道的掘进速度。掘进工作面岩石硬度,围岩节理现状,褶区构造、顶板与底板的稳定性,涌水和瓦斯等,都有影响。
2)掘进设备落后的影响。近几年,掘进新设备技术水平得到逐步提高,与发达国家相比整体性能水平仍相对路后,自动化与机械化程度还不高,特别是掘进设备的一些重要元件,核心技术不能完全掌握,与发达国家的同类产品还有—定差距。譬如装载和运输机械化方面虽有提高,但在打眼、喷浆等环节的机械化程度还很低,甚至仍用人工操作。
3)施工工艺落后的影响。在采煤过程中的施工工艺也受到掘进设备落后影响比较大,落后也很容易造成一些新型支护工艺不能被充分利用。现支护工艺往往采用新型复合支护形式或大断面U型棚支护方式。其支护工艺的优点是支护强度较高、巷道断面较大,比较有利于行人、通风和运输及安装。缺点就是大断面时的支护难度加大,对施工造成困难。在施工经验和技术管理不到位,尤其是在“三软煤层”锚网支护方面经验不足,这都严重影响巷道得掘进施工进度。
4)施工组织不当,工人综合素质不高的影响。掘进施工组织管理不注重科学性,在没有相应的措施之下只顾向前推进,往往会造成施工效率的低下。同时,掘进工作人员综合素质低,经验不足,不能掌握巷道掘进新技术与新工艺的应用,或对掘进设备的性能不够熟悉,以致造成掘进设备的应用率不高,最终导致巷道的掘进速度不高。对此,应该加强上岗前培训以及日常培训。
3.提高岩巷快速掘进的技术措施
1)推广应用超前地质探测技术。地质探测技术对煤矿很重要,其详细的地质资料也能解决掘进生产过程中出现的新地质问题,保障巷道掘进的安全。巷道超前探测技术,运用钻探、物探和巷探等技术手段,可以探清掘进工作面安全距离范围内的地质构造、水文地质情况、岩层位及其它相关地质资料,以防止误揭煤、误透老空老巷积水、误透构造水等,以及引发的瓦斯突出和突水事故发生,确保安全生产。加强对掘进超前探测的管理,坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则,可以防止掘进过程中多种事故的发生,进而为加快岩巷掘进生产提供安全保障。
2)不断创新改进掘进设备。掘进机是煤矿巷道掘进中的最主要的设备。要想提高岩巷快速掘进速度和效率,首先就要根据煤矿的采煤工作条件、巷道布置和地质情况,选择适宜的掘进机。同时,在掘进过程中要针对掘进机出现的不足进行创新改造,进而为长期稳定的运行创造条件。实践可知,掘进机的液压系统和电气系统容易出现问题,需要切实的维护到位。掘进机的齿轮传动装置和机械连接装置尽量不要使用串联系统。为了方便操作和维修,可把应用在掘进机上的嵌装式结构代替螺栓组式结构,以提高设备的运行稳定性。在选择液压与电气元件时要严把质量关。
3)不断优化施工工艺和方法。在巷道掘进过程中,要想逐步提高掘进速度,必须根据现场的实际情况,不断优化施工方法和施工工艺,只靠原有较为完善的施工工艺则是不行的,创新才能不断注入原动力。比如改进掘进机的缺陷,使之性能更加稳定运行;改进炮掘中的爆破工艺,大力推行岩巷“喷、锚、喷”施工工艺;尽量保持施工工艺上的连续性与各工序之间的平行作业等。
4)加强劳动组织管理。掘进应按照《煤矿安全规程》和保障职工人身安全的基础上,大力推行多工序平行交叉作业。按照岩巷施工技术和机械设备现状,对每一道工序的潜在能力与所需时间都要认真测量和分析,以制定严密、交叉作业的工序。通过全面质量控制和合理的劳动组织,使各工种能互相协作,形成衔接紧密的作业循环形式,避免各工种之间工作量不均衡状况的现象存在。
5)施工组织管理要具有科学性。科学的对巷道掘进施工组织管理,则是巷道施工能达到高效、快速、优质和安全的基础,同时也是有效加快掘进速度的重要前提。施工组织管理包括采取合理的施工机械和施工工艺、正确选择使用科学的施工组织管理和优秀的施工管理方法等。而施工组织管理则要具备科学性,主要表现在平行交叉作业上。综掘机械化水平程度越高,就越能表现出平行交叉作业形式的优越性。
6)加强职工专业培训,调动其工作积极性。为提高掘进队伍的战斗力,煤矿应多举行专业性劳动竞赛、技术比武等活动,以激励、调动职工的积极性;适当提高班队长、机长和维修工等人员的工资系数,对“技术能手”带徒弟、讲课,给予适当奖励,以发挥岩巷“技术能手”的传帮带作用,充分挖掘职工潜能,为岩巷快掘献计出力;加强对掘进施工人员的技术培训,让其在应用新技术上更能熟练掌握。
结束语:煤矿巷道掘进生产是一项复杂的系统工程,地质构造、掘进设备、施工工艺、施工组织管理和职工整体素质等都影响掘进速度。因此,要想提高巷道掘进速度,就必须运用超前地质探测技术、不断创新改进掘进设备、优化施工方法和施工工艺。同时,还要不断加强劳动组织管理与施工组织管理,充分调动职工的积极性。
参考文献:
[1]马清水.煤矿岩巷快速掘进方法的应用研究[J].科技与企业,2012,10:176.
[2]胡志云.煤矿岩巷快速掘进方法的应用[J].科技创新与应用,2012,8:20.
[3]孙传军,等.岩巷快速掘进技术研究[J].江西煤炭科技;2010(04).
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