煤矿岩巷快速掘进技术郭帅

煤矿岩巷快速掘进技术郭帅

山东省田庄煤矿山东省济宁市272100

摘要:近年来随着我国工业的不断发展,对煤矿的需要越来越大,国内在煤矿开采技术方面取得了许多突破性的成果,研究出很多具有创新性的技术。但是,我国的煤矿岩巷快速掘进技术却仍然在没有取得突破性成果,从现阶段的实际煤矿开采过程中来看,煤矿岩巷快速掘进技术仍然是利用耙斗机和气动凿岩机来进行装岩和岩石打眼,这种传统方式已经无法跟上现代化的煤矿掘进速度。由于煤矿岩巷掘进技术的落后,直接影响到矿井的建设速度以及煤矿的生产。因此,如何优化煤矿岩巷快速掘进技术对现阶段的煤矿开采工作具有极大的意义。

关键词:煤矿;开采;岩巷快速掘进

1分析煤矿岩巷掘进技术

目前,悬臂式挖进机是较为先进的挖掘设备,它在煤矿中的使用越来越频繁,但是现在大多数都是采用钻爆法进行岩巷挖掘。现在岩巷机械化作业主要应用的掘进技术主要有以下三个方面:第一个方面,我国最常见的掘进技术是气腿式凿岩机配耙斗装岩机作业线,该种技术方式的掘进速度还是相对落后的;第二个方面,我国目前应用最普遍的掘进技术是全液压钻车配侧卸装岩机作业线,这种掘进技术是以固定的掘进长度进行挖掘,这种技术方式的使用范围正在逐渐的增加;第三个方面,我国现在和未来最主要的挖掘技术是综掘法作业线。这种作业的掘进速度是目前最快的,它主要是引进了带式输送机和悬臂式掘进机等设备。

1.1挖进作业的方式

目前岩巷掘进最主要的部分是选用先进的设备,其中侧卸装岩机、履带式液压钻车的选用显得尤为重要。ZCD60R类型是侧卸装岩机中最为普遍的设备,其最明显的优点是行走插入力和在具体的操作中不需要对作业面进行清理即可装载目标,可直接运输较多溜槽、托板等物料,并且工作的效率很高,ZCD60R类型的技术生产率和装载功能等性能都是非常强的。CMJ17类型是液压钻车中最为普遍的设备,它的工作方式主要是采用双臂凿岩,由于CMJ17类型具有体积较小、机身紧致、工作效率高等优点,所以这种设备的操作也是最为简单的,并且它的作业范围是很广泛,当设备选用合理时,就需要考虑配套作业了。配套作业开优势表现在以下四个方面:第一个方面,掘进工作面钻眼中是采用自动化的作业方式,由于原有的设备在运行时会因绳索问题导致事故的发生,所以用侧卸装岩机替换原有的设备,可降低事故发生的可能性;第二个方面,再具体的作业过程中具有装岩凿岩快和掘进效率高的优点;第三个方面,与其它的设备相比这种设备作业巷道成形质量是相对较好的。其作业时可以控制炮眼的方向,从而使做出的巷道形状很规整;第四个方面,这种作业方式的技术操作内容大多数都是自动化作业,从而具有作业强度少、工期短、生产效率高等优点。虽然这种作业方式有很多的优点,但是这种作业方式的操作水平较为落后,并且存在很多的问题,设备很多的应用性能不能完全的发挥出来。

1.2中小型煤矿的掘进作业方式

目前,大多数的中小型的煤矿都是采用耙斗装岩机和气腿式凿岩机,其优势主要有两个方面:第一个方面,不会因断面尺寸导致装岩、打眼等工序有问题而影响到整体的工艺性,也不会影响到顺利实施平行作业;第二个方面,在实际的作业中这种方式的生产效率可以达到每小时45每立方米。虽然这些作业方式都有很大的优点,但是作业的工作环境非常差,对作业人员的安全有很大的隐患,要求作业人员的身体素质很高,并且由于设备的制约,掘进工作的速度很难保证。

1.3大型煤矿的掘进作业方式

综掘法大多数应用在大型的煤矿,因为这种方式对设备的要求很高,例如需要有带式输送机、悬臂式掘进机以及梭车等设备,其很高的自动化水平是掘进的速度和巷道的完整性的有力保证。但是它也具有操作难度高、适应能力差等缺点。因此,在实际应用中为保证掘进的速度,首先要做的是对作业的条件进行全面的分析。

2岩巷快速掘进技术发展趋势

2.1国外岩巷快速掘进研究现状

岩石隧道掘进机最早诞生于1956年,是由加拿大制造的,主要用来掘进由砂岩、页岩、石灰岩综合组成的水道工程;1985年美国发明了连续掘进岩石的掘进机,此掘进机被不断改进、完善。随着工业化时代的来临,岩巷快速掘进机技术得到了快速发展,人们发现掘进机施工优点众多,钻爆法施工无法与其比拟。当前,全断面岩巷掘进机掘进煤矿巷道,实际掘进速度得到了大幅提升,美国曾经把月进度提高到了2088.9m,但所用的掘进机比较庞大、笨重,不便转移,难拆装,需很长时间的辅助作业,并且会消耗大量动力,刀具也易损坏,掘进成本较高,同时,要求待掘进巷道应有较大的曲率半径,这些特点使得中国煤矿巷道掘进很难使用此类掘进机,特别是当待掘进区域存在岩性变化大、涌水及断层时,会显著影响掘进速度,有时甚至使掘进机无法工作。

2.2中国煤矿快速掘进技术的发展

新中国成立前,中国煤矿掘进全靠人力进行,1950年—1970年开始应用气腿式凿岩机与耙斗式装岩机,大幅提高了煤矿掘进机械化水平,同时降低了工人劳动强度。1970年后期—1990年,国内很多大型矿井开始去国外考察设备,并且引进了先进设备,很多矿井开始应用全液压钻车配履带式装岩机作业,在矿井支护方面也开始应用锚杆支护,使井下作业环境更安全、生产效率更高。1990年以后,岩巷悬臂式掘进机开始应用于国内很多煤矿,进一步提升了煤矿快速掘进技术,改善了施工环境,但由于中国煤矿地质条件比较复杂,很多从国外引进的设备效能得不到充分发挥,这种生产现状已严重制约了中国煤矿掘进速度,影响了掘进效率,为此,国内相关部门必须重视掘进机械的研发,加快中国掘进设备发展,尽快生产出适合中国煤矿开采特点的高效掘进机。

3结束语

总之,在全球资源日益紧张的今天,煤矿资源的开采对我国工业的发展具有重要的作用。岩巷快速掘进技术关系到煤矿开采的效率,随着机械化的设备以及科学的掘进技术的运用,我国目前的岩巷掘进速度已经有了极大的提升。但是,岩巷掘进技术还与欧美国家存在着很大的差距。因此,我们应该结合实际的煤矿开采来优化岩巷掘进技术,提高岩巷掘进速度,进而提高煤矿开采的高效性以及安全性。

参考文献:

[1]姜金球.岩巷掘进施工机械化配套方案[J].建井技术,2015,21(4):30-33.

[2]赵宏伟.我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望[J].煤炭科学技术,2015(1):45-47.

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