快速掘進(jìn)技術(shù)在礦山開采中的應(yīng)用解析

齊 偉

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))股份有限公司一礦，山西 陽泉 045008)

在科技發(fā)展推動(dòng)下，礦山掘進(jìn)開采的機(jī)械化與自動(dòng)化水平顯著提高，在掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展成為綜合掘進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)，包括掘進(jìn)挖掘、礦體運(yùn)輸、巷道支護(hù)、通風(fēng)除塵等，在密切配合下，使得礦山掘進(jìn)更加高效和連續(xù)，而且隨著信息技術(shù)發(fā)展，礦山巷道掘進(jìn)效率還有較大提升空間。下面將就快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用予以詳述。

一、快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在礦山掘進(jìn)開采中，只有保證截割、支護(hù)、運(yùn)輸、通風(fēng)等工序的緊密銜接，才能達(dá)到快速掘進(jìn)的施工要求，巷道掘進(jìn)過程如圖1所示，其應(yīng)用要點(diǎn)如下所示：

圖1 巷道掘進(jìn)過程示意圖

(一)掌握截割作業(yè)要點(diǎn)

在礦山掘進(jìn)作業(yè)流程中，截割是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接決定掘進(jìn)開采效率的上限。通過持續(xù)循環(huán)進(jìn)行截割作業(yè)，再輔以支護(hù)、運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)，完成礦山巷道掘進(jìn)開采。為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，對(duì)于截割距離有一定的要求，以1至1.2米為宜，這樣可達(dá)到礦體循環(huán)截割的目的。還需掌握截割作業(yè)的流程，要求礦體的切割與頂板支護(hù)緊密銜接，循環(huán)往復(fù)以實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的目的，同時(shí)，對(duì)于截割機(jī)械要采取必要維護(hù)措施，降低接卸損耗，避免掘進(jìn)過程間斷。

(二)綜合運(yùn)輸實(shí)施要點(diǎn)

為使快速截割所產(chǎn)生的破碎礦體及時(shí)運(yùn)出巷道，應(yīng)當(dāng)重視綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用，若運(yùn)輸不及時(shí)，很難保證礦山掘進(jìn)效率。綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)成有兩大部分：一是礦體收集系統(tǒng)，主要是利用耙爪裝載機(jī)，將掘進(jìn)機(jī)切割的礦體收集并運(yùn)至巷道運(yùn)輸設(shè)備上；二是中部運(yùn)輸系統(tǒng)，主要利用運(yùn)輸機(jī)將巷道內(nèi)掘進(jìn)開采產(chǎn)生的礦體運(yùn)出。而且兩者要緊密銜接，實(shí)現(xiàn)掘、輸有效耦合，才不會(huì)對(duì)礦山掘進(jìn)開采整體效率帶來不利影響。

(三)巷道支護(hù)作業(yè)要點(diǎn)

在礦山掘進(jìn)安全保障體系中，支護(hù)技術(shù)有重要應(yīng)用，通產(chǎn)采用錨桿支護(hù)技術(shù)，需要輔助以錨桿鉆機(jī)設(shè)備，提高快速掘進(jìn)中的巷道支護(hù)效率。同時(shí)，還要注意錨桿間距的控制，提高網(wǎng)片搭接實(shí)用效果，以高質(zhì)量的支護(hù)作業(yè)保障巷道安全。此外，鉆眼作業(yè)通常要求預(yù)先進(jìn)行，實(shí)施超前支護(hù)，并保證液壓支撐系統(tǒng)安全，提高支護(hù)系統(tǒng)整體穩(wěn)定。

二、礦山開采中快速掘進(jìn)技術(shù)具體應(yīng)用策略

(一)選擇合適的掘進(jìn)設(shè)備并合理運(yùn)用

通常來說，礦山巷道掘進(jìn)開采時(shí)的工作量較大，為了提高掘進(jìn)效率，礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)選擇合適掘進(jìn)設(shè)備，要具備較高掘進(jìn)功率及破巖能力，而且掘進(jìn)開采設(shè)備操作應(yīng)予以簡化。常用掘進(jìn)機(jī)如圖2所示。在進(jìn)行巷道布局規(guī)劃時(shí)，需要考慮設(shè)備功率等因素的影響，在合理分析的基礎(chǔ)上對(duì)巷道橫斷面的作業(yè)范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)注意限制在進(jìn)行回采時(shí)所需工作面的數(shù)量，有效克服原有開采方式的不足。在進(jìn)行工程支護(hù)時(shí)優(yōu)先選擇快速掘進(jìn)設(shè)備配套，同時(shí)采取錨桿支護(hù)有利于實(shí)現(xiàn)快速掘錨一體化的目的，巷道掘進(jìn)的工作效率得到有效提升。在選擇掘進(jìn)設(shè)備時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮礦山實(shí)際開采需求，并結(jié)合地形特點(diǎn)進(jìn)行分析，提高掘進(jìn)設(shè)備的適應(yīng)性，減少不必要的成本投入。

圖2 掘進(jìn)機(jī)示意圖

(二)改進(jìn)原有掘進(jìn)技術(shù)工藝的不足之處

在選擇掘進(jìn)技術(shù)工藝時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮地形特點(diǎn)、具體項(xiàng)目要求和礦區(qū)結(jié)構(gòu)等因素的影響，差異僅的進(jìn)刀方式在開采過程中比較常見，這種方式能夠有效改善掘進(jìn)效率并減少對(duì)設(shè)備的破壞，提高設(shè)備的使用壽命。比如說在進(jìn)行礦山開采時(shí)發(fā)現(xiàn)其地質(zhì)條件便于開采，此時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇中間進(jìn)刀、四周片幫的掘進(jìn)方式，能夠大大提高開采效率。當(dāng)涉及到工作面頂板時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇粉刺分割的技術(shù)，將空頂時(shí)間控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，能夠有效避免發(fā)生安全事故，減少人員傷亡；當(dāng)涉及到片幫作業(yè)面時(shí)，在切割過程中應(yīng)當(dāng)從中間入手，同時(shí)為了減少安全隱患，在施工時(shí)優(yōu)先選擇刷幫法。在現(xiàn)場(chǎng)開采時(shí)一般需要進(jìn)行快速掘進(jìn)，在此過程中支護(hù)技術(shù)耗費(fèi)了大量時(shí)間，導(dǎo)致實(shí)際快速掘進(jìn)時(shí)間很少，嚴(yán)重影響了施工效率。因此施工單位需要對(duì)此引起重視，減少支護(hù)工藝所需時(shí)間，優(yōu)化時(shí)間分配機(jī)制，做好輔助作業(yè)，保證支護(hù)安全，減少進(jìn)行支護(hù)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)作業(yè)施工的影響，保證按時(shí)完成快速掘進(jìn)任務(wù)。

(三)整合運(yùn)輸系統(tǒng)

運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)于快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，傳統(tǒng)的礦山開采運(yùn)輸主要依靠絞車、扒裝機(jī)等常見運(yùn)輸方式，但是在實(shí)際礦山掘進(jìn)工程中，很難保證運(yùn)輸質(zhì)量和安全，也不能滿足快速掘進(jìn)開采的需求。因此，在進(jìn)行礦山快速掘進(jìn)開采時(shí)一定要有相匹配的高效運(yùn)輸系統(tǒng)，改善原有運(yùn)輸方式的不足，提高掘進(jìn)開采整體施工效率?？紤]到工程實(shí)際需要，應(yīng)當(dāng)為快速掘進(jìn)工作提供一個(gè)高效的運(yùn)輸系統(tǒng)，可以選擇膠帶運(yùn)輸機(jī)的方式，在保證快速掘進(jìn)系統(tǒng)高效運(yùn)行的同時(shí)，還大大降低了安全事故發(fā)生的概率。一般來說，膠帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)的智能化和自動(dòng)化水平很高，同時(shí)可操作性強(qiáng)，維護(hù)方便并且耗時(shí)少，在實(shí)際礦山掘進(jìn)工程中，運(yùn)輸系統(tǒng)構(gòu)造較為簡單，有效降低礦山掘進(jìn)施工及運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，是一種十分可靠的運(yùn)輸方式。

(四)強(qiáng)化巷道支護(hù)技術(shù)管理

在礦山快速掘進(jìn)中，為確保巷道安全并滿足快速掘進(jìn)要求，勢(shì)必要重視巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與管理，而且巷道支護(hù)施工較為耗時(shí)，也是阻礙礦山掘進(jìn)開采效率的重要因素。其中，錨桿支護(hù)技術(shù)較為常用，可較好的保證掘進(jìn)中的巷道安全，并能與巷道掘進(jìn)有效銜接，提高礦山掘進(jìn)開采效率。同時(shí)，巷道支護(hù)技術(shù)還有較大提升控制，在快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用中，也要注重支護(hù)工藝技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展，加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的管理工作，并且在實(shí)際巷道掘進(jìn)作業(yè)開始之前，應(yīng)進(jìn)行必要的支護(hù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問題在實(shí)際掘進(jìn)施工中加以預(yù)防，提高支護(hù)技術(shù)整體應(yīng)用效果。

三、結(jié)束語

綜上所述，由于礦山掘進(jìn)開采是一項(xiàng)復(fù)雜性工程，需要各工序有效銜接，才能實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)開采。為此，礦山開采企業(yè)應(yīng)當(dāng)切實(shí)掌握快速掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)，尤其是對(duì)于截割作業(yè)、綜合運(yùn)輸以及巷道支護(hù)等，同時(shí)還要合理選擇掘進(jìn)設(shè)備，逐步改進(jìn)現(xiàn)有掘進(jìn)技術(shù)工藝，提高礦山掘進(jìn)整體效率。