煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的研究

呂廣輝

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源消耗的進(jìn)一步提高，對(duì)煤炭的需求量也在不斷的加大。我國目前的煤礦綜采技術(shù)的水平不斷提高，煤炭開采技術(shù)進(jìn)一步得到完善，新的高效煤炭礦井不斷投入了建設(shè)之中。煤炭開采過程中最常見的技術(shù)就是煤巷掘進(jìn)技術(shù)，直接決定了煤礦生產(chǎn)效率的高低。想要提高煤礦的產(chǎn)量以及生產(chǎn)效率就必須從煤巷掘進(jìn)技術(shù)入手。本文從我國的煤巷掘進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)狀說起，分析了煤巷掘進(jìn)技術(shù)，旨在于為提高煤礦的產(chǎn)量提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煤巷掘進(jìn)技術(shù)；現(xiàn)狀分析；優(yōu)化措施

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）23-0156-02

近些年來由于社會(huì)對(duì)煤炭的需求量日益增加，促進(jìn)了煤炭狂野的迅速發(fā)展。新的煤炭開采技術(shù)層出不窮?？偟膩碚f煤礦綜采技術(shù)得到了快速的提高，但是煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)卻沒有實(shí)質(zhì)性的發(fā)展。在煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展的過程中，每家煤礦開采單位都比較重視綜采技術(shù)，因?yàn)檫@直接關(guān)系到了煤的產(chǎn)量，決定了經(jīng)濟(jì)效益，但是對(duì)于煤巷掘進(jìn)技術(shù)往往卻比較忽視，造成了煤巷掘進(jìn)技術(shù)止步不前。但是煤巷掘進(jìn)技術(shù)是影響煤礦生產(chǎn)效率的重要因素。如果真正想要提高煤礦的生產(chǎn)產(chǎn)量，就必須從根本上發(fā)展煤巷掘進(jìn)技術(shù)。

1 我國煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 連續(xù)采煤機(jī)與獨(dú)立錨桿鉆車配套進(jìn)行掘進(jìn)

在這項(xiàng)工藝中，掘進(jìn)作業(yè)通常情況下這些作業(yè)量均由采煤機(jī)完成，錨桿鉆車主要是用來完成支護(hù)這種類型的工作。二者之間通過不斷的交替施工來掘進(jìn)巷道。實(shí)際的生產(chǎn)模式是首先由采煤機(jī)在初始巷道中掘進(jìn)，在完成初始巷道掘進(jìn)任務(wù)之后，為了使作業(yè)任務(wù)連續(xù)進(jìn)行，采煤機(jī)便向下一巷道繼續(xù)掘進(jìn)，這時(shí)錨桿鉆車邊進(jìn)入初始巷道進(jìn)行支護(hù)的工作。這便是目前我國存在的連續(xù)采煤機(jī)與獨(dú)立錨桿鉆車配套進(jìn)行作業(yè)的實(shí)際施工情況。這種作業(yè)模式有其存在的合理性，但是同時(shí)也存在著不可忽視的局限性。首先，由于掘進(jìn)巷道一定是多巷道，這樣在交替施工的過程中必然會(huì)反復(fù)調(diào)用采煤機(jī)，這樣會(huì)使得采煤機(jī)的實(shí)際工作效率大打折扣；其次，這項(xiàng)工藝同時(shí)受到采煤機(jī)的截深以及支護(hù)頂板兩個(gè)方面的影響，所以，實(shí)際的施工效果也要受到這兩方面的限制，所以該項(xiàng)工藝的適用性比較狹窄；最后，巷道相對(duì)較多在一定程度上也造成了所需的投資成本相對(duì)比較高，維護(hù)工藝的費(fèi)用消耗也會(huì)比較高。

1.2 掘錨機(jī)組掘進(jìn)工藝

目前為了提高施工效率，有的煤礦單位會(huì)將采煤機(jī)以及錨桿鉆機(jī)進(jìn)行相互結(jié)合，使得二者形成一個(gè)整體，這樣再進(jìn)行施工時(shí)就不需要配套進(jìn)行，單純的使用一臺(tái)設(shè)備就可以同時(shí)進(jìn)行采掘以及支護(hù)兩方面的工作，可以達(dá)到采掘與支護(hù)達(dá)到一體化的效果。這種作業(yè)模式盡管顯著的提高了掘進(jìn)的速度，工藝也比較精湛，但是這種作業(yè)模式依舊存在著一定得不足之處。首先，采煤機(jī)與錨桿鉆車結(jié)合以后勢(shì)必會(huì)使得機(jī)組比較龐大，結(jié)構(gòu)組成也比較復(fù)雜，將二者組裝起來也是一項(xiàng)不小的工程，組裝勢(shì)必會(huì)消耗一定得人力以及財(cái)力；其次，由于組合裝過以后整體機(jī)組的減震效果大打折扣，使得整體機(jī)組在比較硬的煤層掘進(jìn)時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重的振動(dòng)造成落煤現(xiàn)象；最后，該項(xiàng)工藝對(duì)頂板的要求比較高，再進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)頂板距離上層煤巖時(shí)需要保持一定的距離。

1.3 懸臂式掘進(jìn)機(jī)與人工單體錨桿鉆機(jī)配合掘進(jìn)

懸臂式掘進(jìn)機(jī)與人工單體錨桿鉆機(jī)配合掘進(jìn)的工藝是目前我國使用較為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)主要是在進(jìn)行過一次掘進(jìn)后，利用人工的方式把單體錨桿鉆機(jī)移進(jìn)下一個(gè)等待掘進(jìn)的巷道，之后再進(jìn)行支護(hù)工作。這個(gè)工藝也存在著一定得局限性。例如施工效率較低的問題，由于掘進(jìn)與支護(hù)工作無法同時(shí)進(jìn)行，交替施工的施工模式降低了施工效率。再例如作業(yè)量繁瑣的問題，該項(xiàng)工藝要求通過人工的方式將單體錨桿鉆機(jī)移入，所以工人的作業(yè)量十分巨大消耗的時(shí)間也長，所以，該項(xiàng)工藝存在著很大的改進(jìn)空間。

2 影響煤巷快速掘進(jìn)的因素

2.1 煤層巷道的地質(zhì)條件

在進(jìn)行巷道掘進(jìn)時(shí)，影響掘進(jìn)速度的一大直接因素就是巷道巖石的狀況。如果該巷道的巖石條件比較堅(jiān)硬，那么就會(huì)增加巷道掘進(jìn)技術(shù)的施工難度。堅(jiān)硬的煤層巖石也會(huì)造成機(jī)器的嚴(yán)重磨損，影響機(jī)器的使用壽命。除此以外，在掘進(jìn)堅(jiān)硬的煤層巖石時(shí)，由于質(zhì)地堅(jiān)硬，還會(huì)引發(fā)劇烈的震動(dòng)，對(duì)設(shè)備造成二次傷害，在這種作業(yè)條件下，很難提高作業(yè)效率。除了質(zhì)地堅(jiān)硬這種不利的煤層巷道條件以外，不良的煤層條件還包括了瓦斯冒出以及巖層滲水等，這種巷道條件下，煤巷掘進(jìn)速度很難提高。

2.2 掘進(jìn)設(shè)備的技術(shù)性能

掘進(jìn)設(shè)備的質(zhì)量同時(shí)也是直接決定了掘進(jìn)的效率，提高掘進(jìn)設(shè)備的相關(guān)性能是提高巷道掘進(jìn)效率的關(guān)鍵之處。目前盡管我國采煤技術(shù)綜合水平處于世界領(lǐng)先地位，但是我國在研發(fā)高性能的掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備方面還存在著很大的短板，無法與世界制造水平相比，這在一定程度上限制了我國采煤行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)是巷道掘進(jìn)中性能較為突出的設(shè)備，但是由于我國對(duì)此設(shè)備的研發(fā)缺乏獨(dú)立的技術(shù)，這已經(jīng)成為目前我國技術(shù)方面最大的短板。

2.3 掘進(jìn)支護(hù)施工技術(shù)

目前，制約我國煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)效率另一大問題是支護(hù)施工技術(shù)。支護(hù)施工比巷道掘進(jìn)施工還需要額外的消耗時(shí)間，提高支護(hù)作業(yè)的施工效率，在一定程度上可以提高我國巷道掘進(jìn)的施工效率。比如在進(jìn)行錨桿打眼經(jīng)常出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象，在對(duì)錨桿進(jìn)行排列時(shí)主要依靠的就是施工人員的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，而不是依據(jù)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備計(jì)算，這就造成了支護(hù)速度與實(shí)際的掘進(jìn)速度不符。

2.4 企業(yè)職工的專業(yè)技能

隨著煤礦企業(yè)的發(fā)展，為了跟得上社會(huì)的進(jìn)步，煤礦單位不斷的在引進(jìn)新型的設(shè)備來滿足煤礦企業(yè)的發(fā)展需求。盡管新型的設(shè)備在一定程度上提高了煤礦單位的生產(chǎn)效率，但是企業(yè)卻忽視了對(duì)職工技能的培訓(xùn)，企業(yè)職工很少有掌握專業(yè)技能以及新型設(shè)備的使用技能，新型設(shè)備不能得到及時(shí)的使用以及及時(shí)的保養(yǎng)措施，造成了實(shí)際生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到理想的生產(chǎn)效率。除此以外，當(dāng)新型設(shè)備出現(xiàn)使用問題之后，職工由于自身能力有限，無法及時(shí)的排除設(shè)備的故障問題，直接影響了施工的進(jìn)度。

3 煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的優(yōu)化措施

3.1 改進(jìn)探測(cè)方法，做好勘測(cè)工作

煤層巷道的地質(zhì)條件直接影響了煤巷掘進(jìn)的效率，因此，再進(jìn)行施工之前需要進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)條件的勘測(cè)工作。將地質(zhì)條件不好的區(qū)域在開采之前標(biāo)記出來，在開采的時(shí)候盡量避開地質(zhì)不良的區(qū)域，最大程度的降低由于地質(zhì)不良帶來的不利影響。目前比較準(zhǔn)確的勘測(cè)方法是以三維地震為基礎(chǔ)的綜合勘測(cè)法，在實(shí)際勘測(cè)中也應(yīng)當(dāng)大力推廣此法的應(yīng)用。

3.2 重視學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)、吸收先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)

相關(guān)的煤礦工作者應(yīng)當(dāng)在吸取外來經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國的實(shí)際煤層情況，不斷的有針對(duì)性的進(jìn)行研究、探索，研制出實(shí)用性高的機(jī)械設(shè)備，并以最快的速度將研制出的設(shè)備投入到采煤現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)還要注意做好后期對(duì)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)以及保養(yǎng)工作，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

3.3 做好前期規(guī)劃工作

目前，在實(shí)際的采煤施工現(xiàn)場(chǎng)存在著很多不合理的現(xiàn)象。例如，礦產(chǎn)垃圾隨處亂堆，場(chǎng)面混亂等。煤礦管理者應(yīng)當(dāng)做好礦井掘進(jìn)前期的規(guī)劃工作，將各項(xiàng)具體工作的安排進(jìn)行合理的分配，同時(shí)還需要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)施工過程，做好后期的跟蹤檢驗(yàn)工作。對(duì)整個(gè)煤礦的采煤掘進(jìn)過程進(jìn)行強(qiáng)有力的監(jiān)督，確保各項(xiàng)程序穩(wěn)步進(jìn)行。

4 結(jié)語

煤巷掘進(jìn)速度的快慢直接決定了煤礦開采效率的高低，影響力煤礦企業(yè)的效益。由于目前我國的經(jīng)濟(jì)形式較為緊張，如何讓提高煤巷掘進(jìn)技術(shù)是采煤行業(yè)的重要研究?jī)?nèi)容。再進(jìn)行實(shí)際煤巷掘進(jìn)工作時(shí)，也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，選擇合理的掘進(jìn)方式。相關(guān)人員也應(yīng)不斷探索，使相應(yīng)的技術(shù)得到進(jìn)一步的優(yōu)化。

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