探討快速掘進(jìn)技術(shù)在煤礦井巷工程中存在的問題

曹高鋒

摘要：煤礦井巷工程快速掘進(jìn)技術(shù)是普遍且廣泛應(yīng)用的掘進(jìn)技術(shù)之一，隨著科技水平的不斷提升，快速掘進(jìn)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)及開采中逐漸向科技化以及機(jī)械化方向發(fā)展，并且也有一種十分迅猛的一體化發(fā)展趨勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，使得煤礦礦井建設(shè)的全過程也開始進(jìn)行了積極優(yōu)化和改進(jìn)。但在煤礦井巷工程中應(yīng)用快速掘進(jìn)技術(shù)時(shí)仍然有一定的問題存在，難以保障快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用實(shí)效性的最大化發(fā)揮，基于此，針對(duì)快速掘進(jìn)技術(shù)具體應(yīng)用的探討十分必要。

Abstract： The rapid excavation technology of coal mine tunnel engineering is one of the common and widely used excavation technologies. With the continuous improvement of the level of science and technology， the rapid excavation technology has gradually developed in the direction of technology and mechanization in coal production and mining， and also a integration development trend has gradually emerged， and the whole process of coal mine construction has also begun to be actively optimized and improved. However， there are still certain problems in the application of rapid excavation technology in coal mine tunnel engineering， and it is difficult to ensure the maximum effectiveness of the application of rapid excavation technology. Based on this， it is necessary to discuss the specific application of rapid excavation technology.

關(guān)鍵詞：快速掘進(jìn)技術(shù);煤礦井巷工程;應(yīng)用問題;優(yōu)化措施

Key words： rapid excavation technology;coal mine tunnel engineering;application problems;optimization measures

中圖分類號(hào)：TD263 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）24-0137-02

0 ?引言

當(dāng)前我國(guó)煤礦井巷工程建設(shè)過程中，往往會(huì)對(duì)多種快速掘進(jìn)技術(shù)加以使用，但值得注意的是，以不同煤礦井巷工程具備的特殊性為依據(jù)，快速掘進(jìn)技術(shù)的選擇也不盡相同，一旦選擇了不合理的快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，就會(huì)對(duì)整個(gè)工程施工造成不良影響，嚴(yán)重情況下也難以保障整個(gè)礦井開采過程的安全性，基于此，為確保煤礦井巷工程中快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值得以最大化發(fā)揮，首先就需要探討快速掘進(jìn)技術(shù)種類，在此基礎(chǔ)上，分析煤礦井巷工程中快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的問題所在，進(jìn)而闡述技術(shù)應(yīng)用過程中的優(yōu)化對(duì)策，如此才能進(jìn)一步保障良好的技術(shù)效果實(shí)現(xiàn)，最終為煤礦井巷工程施工建設(shè)提供有利條件。

1 ?現(xiàn)階段煤礦井巷工程中快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用分析

1.1 超前支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)

煤礦井巷工程中，針對(duì)臨時(shí)支護(hù)的井巷往往會(huì)使用超前支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)，基于此種掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，能夠保障600m/月的掘進(jìn)速度，在具體掘進(jìn)時(shí)需要掘進(jìn)機(jī)沿井巷中線開展具體掘進(jìn)操作，此種操作方式能夠?yàn)槌爸ёo(hù)的支護(hù)作用得以更好的發(fā)揮，應(yīng)用此種技術(shù)進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)需要對(duì)掘錨機(jī)加以應(yīng)用，借此對(duì)錨桿進(jìn)行設(shè)置，此方式能夠保障在完成一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的情況下，掘進(jìn)能夠繼續(xù)向前開展，促進(jìn)掘進(jìn)效率提升的同時(shí)，也能夠?yàn)榫镯敳渴冀K處在被支護(hù)狀態(tài)給予良好保障[1]。煤礦井巷工程中應(yīng)用此種掘進(jìn)技術(shù)過程中，掘進(jìn)巷道需要具備約5m的寬度、約4m的高度給予保障，同時(shí)還應(yīng)該避免臨時(shí)支護(hù)和頂部間距有高于0.5m的現(xiàn)象發(fā)生，即需要將間距控制在0.5m以內(nèi)。

1.2 雙錨掘進(jìn)機(jī)快速掘進(jìn)方式

此種快速掘進(jìn)方式在需要短期內(nèi)快速完成支護(hù)的煤礦井巷工程中較為適用，一般此種掘進(jìn)方式能夠保障500m/月的掘進(jìn)速度，基于雙錨機(jī)應(yīng)用開展具體掘進(jìn)時(shí)，掘進(jìn)工作的開展同樣需要掘進(jìn)機(jī)沿井巷中軸線，同時(shí)在完成兩排掘進(jìn)施工的情況下，需要將掘進(jìn)機(jī)切割臂著地，進(jìn)而借助遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的一個(gè)作用，促使兩個(gè)錨桿能夠接觸到掘進(jìn)的橫截面上，之后以掘進(jìn)實(shí)際情況為依據(jù)，對(duì)錨桿進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)需要對(duì)運(yùn)錨機(jī)能夠基于轉(zhuǎn)載、將之前缺少的錨桿進(jìn)行良好設(shè)置給予保障，對(duì)比超前支護(hù)技術(shù)掘進(jìn)過程中的各參數(shù)來說，借助雙錨掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行的快速掘進(jìn)與其高度以及寬度、頂部間距等參數(shù)都相同，僅僅是在搭建過程中的搭接行程有一定不同之處。

1.3 高集成度快速掘進(jìn)技術(shù)

在煤礦井巷工程中應(yīng)用此種技術(shù)，能夠保障2500m/月的掘進(jìn)速度，同時(shí)最高可實(shí)現(xiàn)3000m/月的掘進(jìn)速度，此技術(shù)在大斷面煤礦井巷工程中較為適用，并且在應(yīng)用過程中能夠?qū)Χ鄠€(gè)錨桿進(jìn)行同時(shí)設(shè)置，因此技術(shù)具備的顯著優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在頂部及兩側(cè)能夠同時(shí)進(jìn)行支護(hù)，所以一般應(yīng)用此種快速掘進(jìn)技術(shù)時(shí)能夠保障約50m為一個(gè)小班進(jìn)程，并且還能夠保障約50m的搭接行程。

1.4 高適應(yīng)性快速掘進(jìn)技術(shù)

能夠一次性成型是此種掘進(jìn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)所在，同時(shí)在煤礦井巷工程中應(yīng)用此種技術(shù)，能夠保障錨桿車補(bǔ)打錨桿過程中選擇跨騎方式進(jìn)行，借此保障掘進(jìn)效率不斷提高。

煤礦井巷施工過程中，基于上述集中快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，能夠保障掘進(jìn)速度得以有效提升，并且還能夠使得工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度得以逐步降低，保障工作人員的生命安全。

2 ?快速掘進(jìn)技術(shù)在煤礦井巷工程中存在的問題分析

2.1 地質(zhì)構(gòu)造因素影響快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

煤礦開采位置地質(zhì)情況對(duì)煤礦采掘工作質(zhì)量及效率具有直接影響作用，此外，因人為因素造成的不正常開采、應(yīng)用機(jī)械設(shè)備時(shí)的不規(guī)范操作等，都會(huì)對(duì)煤礦開采位置地質(zhì)情況變化造成一定影響，這些因素的存在，都使得煤礦井巷工程中快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用難度逐漸增加，同時(shí)也使得技術(shù)應(yīng)用效果降低。

2.2 落后的掘進(jìn)設(shè)備影響快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

雖然，我國(guó)煤礦采掘技術(shù)一直在不斷改進(jìn)、優(yōu)化、完善和創(chuàng)新，并且也顯著提升了實(shí)際操作中的技術(shù)效果，但值得注意的是，針對(duì)開鑿煤礦的設(shè)備仍然較為落后，相應(yīng)自動(dòng)化以及一體化因素的缺少，不僅難以保障設(shè)備應(yīng)用過程中效率，同時(shí)也會(huì)耗費(fèi)大量人力成本，這一現(xiàn)象使得煤礦開采成本在無形之中增加，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快造成了一定阻礙，也使得企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)逐漸降低。

2.3 施工組織管理差、亟待提高的施工人員綜合素質(zhì)

從現(xiàn)階段我國(guó)煤炭資源實(shí)際情況來看，已然呈現(xiàn)出一種短缺的現(xiàn)象，并且在一些地區(qū)內(nèi)也有供不應(yīng)求的情況逐漸產(chǎn)生，此時(shí)一些煤礦企業(yè)往往會(huì)對(duì)眼前利益加以重點(diǎn)關(guān)注，反而對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展抱有忽視的態(tài)度，因此針對(duì)煤礦開采施工組織并不會(huì)有過高的要求，相應(yīng)管理制度十分缺少，最終導(dǎo)致施工組織管理作用難以充分發(fā)揮[2]。此外，因一些煤礦工作人員相關(guān)經(jīng)驗(yàn)或?qū)I(yè)知識(shí)及技能的缺少，加之較低的綜合素質(zhì)，一些現(xiàn)場(chǎng)施工人員并未接受專業(yè)的崗前培訓(xùn)教育，因此在具體施工過程中，往往有一些施工人員對(duì)掘進(jìn)新設(shè)備難以做到熟練操作，一些技術(shù)及工藝實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)也并不豐富，進(jìn)而在應(yīng)用具體掘進(jìn)設(shè)備時(shí)，難以保障快速掘進(jìn)要求得以充分滿足，從而降低了掘進(jìn)施工效率。

2.4 工程設(shè)計(jì)缺陷影響快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

一般來說，煤礦開采是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，開采期較長(zhǎng)，而對(duì)于煤礦巷道掘進(jìn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來說，同樣需要較長(zhǎng)的時(shí)間。煤礦巷道初級(jí)設(shè)計(jì)過程中，實(shí)際資金成本和技術(shù)條件都會(huì)阻礙工程的建設(shè)進(jìn)程，并且很多以人工為主的挖掘施工，往往在施工時(shí)才進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，此時(shí)為便利施工，往往會(huì)對(duì)挖掘面進(jìn)行直接擴(kuò)展，此時(shí)就會(huì)增加巷道斷面設(shè)計(jì)，最終在機(jī)械挖掘正式開展時(shí)，一些弊端問題逐漸顯現(xiàn)。在巷道斷面較大的情況下，不僅會(huì)對(duì)快速掘進(jìn)造成一定阻礙，同時(shí)也會(huì)使掘進(jìn)工作量大大增加，并且還會(huì)對(duì)巷道支護(hù)造成影響，導(dǎo)致掘進(jìn)效率難以提高。

3 ?快速掘進(jìn)技術(shù)在煤礦井巷工程中針對(duì)應(yīng)用問題的優(yōu)化措施

3.1 重視煤礦巷道工程前期勘察工作

為避免地質(zhì)構(gòu)造因素影響快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，在煤礦井巷工程開展的前期，就需要安排專業(yè)對(duì)礦井所在位置地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行準(zhǔn)確勘察和識(shí)別，借此為煤礦巷道工程正常施工和快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。因煤礦井巷工程所處位置地質(zhì)情況密切關(guān)系著掘進(jìn)速度，加之掘進(jìn)過程中，一些天然且不可測(cè)情況也可能存在，此種因素也會(huì)影響到掘進(jìn)速度，如礦井中有大量瓦斯存在的情況下，就需要工作人員勘察過程中還應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注瓦斯涌出量等問題，借此為煤礦井巷工程中快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和高效掘進(jìn)提供有利條件。

3.2 優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)、加快排矸速度

一直以來，我國(guó)煤礦井巷掘進(jìn)排矸的過程中，往往都會(huì)對(duì)礦車加以利用，但值得注意的是，此種運(yùn)輸系統(tǒng)缺乏相應(yīng)的完善性，加之還有較大安全弊端存在，所以面對(duì)此種情況就需要相關(guān)人員積極進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，將新的排矸方式引入其中，進(jìn)而對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行有效優(yōu)化[3]。煤礦內(nèi)可以對(duì)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)加以應(yīng)用，借此保障排矸效率得以不斷加快;針對(duì)巖巷來說，可以對(duì)皮帶機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行集中應(yīng)用，基于梭車的應(yīng)用，保障集中排矸得以良好實(shí)現(xiàn)，在這一施工流程內(nèi)，不僅能夠有效減少人力、物力等不必要浪費(fèi)，同時(shí)還能夠促進(jìn)掘進(jìn)整體效率的不斷提升，從而保障工程整體的安全性提升。

3.3 針對(duì)施工技術(shù)管理進(jìn)行不斷強(qiáng)化

煤礦井巷工程的掘進(jìn)施工具體開展過程中，對(duì)比地面施工而言，井下施工面臨的一個(gè)主要問題就是施工環(huán)境惡劣、可見度低，并且不同施工環(huán)境的復(fù)雜性也不盡相同，因此在施工過程中一些突發(fā)狀況隨時(shí)都可能發(fā)生，使得施工人員不僅需要應(yīng)對(duì)繁瑣施工作業(yè)環(huán)節(jié)工序，同時(shí)也會(huì)面臨巨大的工程量。所以在施工過程中，需要以相關(guān)規(guī)定為依據(jù)、科學(xué)調(diào)配人員并積極開展施工管理，之后對(duì)適宜的施工工藝進(jìn)行合理選擇。如面臨工作面頂幫破碎的情況時(shí)，處理過程中就可以選擇臨時(shí)超前支護(hù)，借此對(duì)巷道壓力進(jìn)行更好的分擔(dān)，為快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用和高效掘進(jìn)提供有利條件[4]。此外，掘進(jìn)施工中，需要將臨時(shí)支護(hù)及時(shí)設(shè)置在工作面頂板上，借此有效避免生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，同時(shí)也能夠?qū)⒍沃ёo(hù)進(jìn)行一定程度的減少，為整體施工成本有效控制提供保障，進(jìn)而有序開展整個(gè)掘進(jìn)工程。

3.4 針對(duì)光爆錨噴支護(hù)技術(shù)積極應(yīng)用

此種技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)在支護(hù)效果顯著方面，并且還能夠保障巷道的良好成型，與其他技術(shù)相比，此種支護(hù)技術(shù)能夠保障工作面輪廓平整且分明。基于這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠大幅度降低超挖及欠挖現(xiàn)象，并且一般能夠保障50%以上范圍的半眼率[5]。此外，在應(yīng)用此種技術(shù)的情況下，能夠使得相關(guān)人員以不同巖性為依據(jù)，對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，而基于支護(hù)參數(shù)的有效優(yōu)化，能夠?qū)㈠^桿眼施工數(shù)量進(jìn)行降低，使得打眼時(shí)間減少的同時(shí)，促進(jìn)掘進(jìn)速度不斷提升，確保成本支出得以從根本上降低。

4 ?結(jié)束語

即便是在當(dāng)前社會(huì)中，我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡目衫媚茉慈匀话禾抠Y源，基于煤炭資源的良好應(yīng)用，能夠?yàn)殡娏こ痰谋憬菪蕴峁┯欣麠l件，所以煤礦資源開采和利用過程中，首先需要從掘進(jìn)技術(shù)方面進(jìn)行提升，之后綜合管理開采過程，基于煤礦開采質(zhì)量、效率的不斷提升，促進(jìn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高，進(jìn)而更好的推動(dòng)我國(guó)煤礦事業(yè)穩(wěn)定有序發(fā)展。

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