煤矿岩巷掘进

煤矿岩巷掘进（通用10篇）

煤矿岩巷掘进 篇1

摘要：综合机械化采煤工艺应用, 使得煤矿开采效率大幅度提高, 特别在岩巷掘进中, 机械化程度较低, 工艺不够合理, 施工速度较慢, 制约了矿井发展, 为了解这一问题, 梨树煤矿采用液压钻车配侧卸式装岩机, 提高了岩巷掘进速度。采用液压钻车配侧卸式装岩机作业线, 提高了岩巷掘进速度, 缓解了采区衔接紧张的问题。

关键词：作业线,配套设备,工艺,效益

随着煤炭开采技术和采煤方法的迅速发展, 综合机械化采煤工艺应用, 使得煤矿开采效率大幅度提高, 而巷道掘进却相对较低, 特别在岩巷掘进中, 机械化程度较低, 工艺不够合理, 施工速度较慢, 制约了矿井发展, 出现采掘衔接紧张的局面, 为了解决这一问题, 梨树煤矿采用液压钻车配侧卸式装岩机, 形成了钻、装、运、支机械化配套作业线, 提高了岩巷掘进速度。

1 工程概况

梨树煤矿一水平东部石门, 掘进断面16m2, 坡度5‰, 长度1100米, 岩性以砂岩和砂质泥岩为主, 该巷直接关系一水平下步采区接续, 改善工艺, 提高掘进速度为当务之急。

2 配套设备

该巷采用液压钻车配侧卸式装岩机为主机械化作业线, 具体设备见表1。

Á主要设备分析

CMJl7煤矿用全液压掘进钻车的特点是结构紧凑、外形尺寸小, 主要技术参数:

外形尺寸 (l×b×h) 7200×1030×1 600 mm

凿孔直径φ27-42 mm

钎杆长度2.475m

钻孔深度2130mm

总功率45kW

总重8t

该液压掘进钻车与风动凿岩机相比有以下优点:

(1) 节约能源电动液压系统所需功率, 只有气动钻进功率损耗的1/3。 (2) 凿岩效率高, 速度提高2倍以上。 (3) 钻杆成本低凿岩冲击应力波平缓, 传递效率高, 因此钻具和钎杆一般可节约15%-20%。 (4) 降低凿岩成本, 受力均匀、寿命高、故障少, 故可降低成本。 (5) 改善工作环境, 噪音低, 提高了工作面的能见度, (6) 提高施工质量, 钻车能保证钻孔深度和间距的精度。 (7) 有利于安全生产由于, 司机操作位置远离工作面。

ZCY-60煤矿用全液压侧卸式装岩机为履带行走的无轨装载设备, 该产品具有插入力大、机动性好、全断面作业、安全性好、一机多用等特点。除完成装载作业外还可充当支护时的工作平台, 完成工作面短距离运输、卧底、清帮等工作。主要参数如下:

铲斗额定容积0.6m3

最大卸载高度1741mm

最大卸载角度550

最大卧底深度600mm

爬坡角度±16

外形尺寸4508×1741×2350mm

总功率45kw

机器重量7800kg

最大牵引力50KN

3 工艺流程

以液压钻车配侧卸式装岩机作业线如图1

施工过程按“三八”制循环作业, 将原“二掘一喷”改为“三掘三喷”并合理组织平行交叉作业, 减少工序, 临时轨道铺设、掘砌水沟、维修侧卸式装岩机、打锚杆眼、喷浆准备与钻车打眼平行作业;喷浆支护、钻车维修与装岩平行作业;安全检查、洒水降尘与侧卸式装岩机清道平行作业。详见表2。

4 掘进工艺

4.1爆破使用乳化炸药和毫秒延期电雷管, 全断面一次光面爆破掘进。爆破效果良好, 周边眼痕率大于85%, 爆破效率85-90%, 每个班循环进尺为1.7-1.8m。爆破设计见图2

4.2运输, 由侧卸式装岩机装岩, 到胶带转载机装车, 最后由5吨蓄电池机车拉出, 并加强装岩吊车工作组织, 应及时供应空车, 运输重车。

4.3支护, 采用锚喷支护, 选择φ20高刚度螺纹钢锚杆, 并保证初锚力充分发挥锚杆的支护作用, 喷射混凝土, 初喷不小于30mm, 混凝土标号C15, 水泥标号不低于325#。

5 经济及社会效益

5.1采用炮掘, 使用风动凿岩机, 耙斗装岩机, 但仅一般在60-70m/月, 而采用综合配套施工技术平均单进提高到100m/月, 最高在120米, 两者比提高了43%, 全年可增加经济效益800多万元。

5.2采用液压钻车后, 改善了生产环境, 降低粉尘浓度。

5.3使用机械化配套作业线, 降低了劳动强度, 保障了职工身体健康, 在机械化作业下职工安全得到了保证, 视线里本质安全生产。

5.4岩巷的施工速度的提高, 极大提高了矿井开拓速度, 缓解了采区衔接紧张, 为实现高产高效, 减人提效, 提供了有力的技术保证。

6 结语

梨树煤矿通过采用液压钻车配侧卸式装岩机配套作业线工艺, 成功提高了岩巷掘进速度, 缓解了采区接续紧张, 为今后发展高产高效矿井, 提供了技术保证, 具有推广使用价值。

煤矿岩巷掘进 篇2

关键词：新时期煤矿岩巷；掘进机械划；提高生产效率

随着生产力的不断发展，社会也进入了高速发展的现代化阶段，人们对能源的消耗量也在不断增加。尤其是煤炭资源的消耗，许多发面都需要煤炭资源。例如：钢铁的冶炼，火力发电等等。这些都需要煤炭资源作为动力，人们对电的需求不断增加也就在无形当中增加着煤炭资源的需求量。

我国煤炭的开采率在世界上“名列前茅”，这是我国在新时期建的初期奠定下了坚实的基础，在新中国成立之初，我国重点发展的是重工业。煤炭的开采是工作的重点之一。进入了当今社会煤炭的开采量也在不断增加，但是现在的开采方式和之前相比，发生了“翻天覆地”的变化，现在都是采用机械化的开采方式，机械的设备更新速度也在不断地变化。逐步改变着煤炭生产危险指数高，安全得不到保障，开采效率低下等一系列的面貌。

一、如何利用岩巷掘进机械化开采煤炭

（一）、岩巷掘进机械化采煤技术的提出

我国煤炭产量，煤炭消费量十分大。在世界上煤炭年开采量“名列前茅”，为了满足我国煤炭的消费量，必须扩大煤炭生产量，这就要求提高煤炭的生产效率，走煤炭开采机械化的道路，于是我国总结了学习了“岩巷掘进机械化开采煤炭技术”。

自从第一次工业革命以后，人类进入了“蒸汽时代”煤炭作为重要的动力能源越来越受到人们的关注。在新中国成立后的短短20年，世界上的煤炭行业先后不断发展，开采设备也在不断地进行更新，以满足人们日益增长的煤炭需求，研制了电动凿岩机、梭式列车等等。这些新式机械化工具的出现，大大提高了煤炭的开采量，使煤炭行业迅速发展。

（二）、岩巷掘进机械化采煤技术的“碰壁”

上世纪60年代，人们提出了研究制造煤矿岩巷掘进机械化开采煤炭，于是人们的呼声不断增加，最终研制出了两种煤炭岩巷掘进机械，这两个机械带来了很大的采煤效果，提高了煤炭生产率，但是与此同时也带来了一定的弊端。

首先，这两种新研制出来的岩巷式机械产品提高了掘进速度，但是与国外的先进设备相比之下仍存在很大的差距。另外，这两种新研制的机械适应能力不强，在一些地质条件复杂的地区根本无法发挥它最大的工作效率，例如：在云南、西藏等等这些地质条件复杂的地区。这种机械根本无法发挥它的作用，在一些腐蚀性大的岩层上这种机械也很大程度上降低了他的工作效率，而且这种机械与外国先进的机械采煤设备相比开采量远远落后于国外的先进设备。由于这种设备的适应性不是很强，许多煤炭开采地区都没有采用这种岩巷式掘进机械，这一提案又被搁置，继续研制更加创新性的采煤设备。

（三）、新时代的岩巷掘进机械化采煤技术

随着生产力的不断发展，社会的不断进步，科学成为发展的主要动力，人们利用了科学技术不断变化着人们的生产与生活，煤炭生产设备也在不断地进行更新，美国生产的岩石掘进机，在我国的煤矿上得到了广泛的使用，且这种机械的工作能力强，工作效率高，适应能力很强，得到了我国煤矿产地的广泛认可。这样的情况下，大大的提高了我国煤炭的产量，提高了煤炭的质量，使我国煤炭的产量在世界上又前进了一大步。

二、进入21世纪对煤炭岩巷机械开采的新认识

（一）、改变旧生产机械的弊端

老式的岩巷式掘进机械存在许许多多的问题，但是仍然有其的可利用之处，进入了21世纪我们就要对旧的事物加以改造，为我所用。前面的一种机械适应能力不强，但是在适宜的条件下工作效率却能取得一定得效果，我们可以利用这种机械在适宜的条件下进行生产工作。这种机械在我国现有的可适应的煤炭生产地区得到了非常广泛的利用。

另一种设备被称作“悬臂式掘进机”这种设备也得到了一定的利用，但是这种设备也有一定的弊端，这种机械只能适用于岩层强度低的地区，如果碰到了岩层强度高的地区，这种机械就无法进行开采，需要进行“辅助”措施——爆破。这样的情况下增加施工的时间，降低了煤炭开采的效率。所以，这种机械的利用也需要有一定的适应性。

新时期，科学技术不断进步，生产设备不断更新，我们应该利用全新的科学技术去改造这些落后的生产设备，在原有的基础上加以改造，不断适应我国煤炭行业的开采，使我国煤炭行业能够在世界之林屹立不倒。

（二）、学习国外先进的生产技术

文化上对于外国的文化要“以我为主，为我所用。”对于西方先进的文化要“取其精华，弃其糟粕。”在煤炭生产设备上也应当如此。

在西方国家很早以前就提出了岩巷式机械开采煤炭技术，他们的研究学者认为这样可以提高煤炭的生产效率。这样可以解决大部分的煤矿生产效率的问题，提高他们的煤炭开采率。

在我国，煤炭的分布十分广阔，分布的地质条件也各不相同，如何利用岩巷式掘进机械化采煤技术，仍然需要进一步的研究。我们要学习国外的先进技术，来补充我国在煤炭开采方面的不做之处，虚心向国外学习，不久的将来我们也能解决煤炭开采方面的问题。

（三）、重视岩巷掘进机械的科学

煤炭的生产过程中岩巷掘进机械化十分重要，在煤炭的开采过程中使用岩巷巷掘进机械化技术可以避免许多意外的发生，我们要充分利用现有的技术以及国内外先进的设备技术，生产出符合我国煤炭产地的生产设备，保证我国的煤炭开采，我们要重视科学的发展，跟随着世界的脚步，努力将煤矿岩巷掘进机械化技术达到世界上的一流水平。

结束语：煤炭岩巷接近机械化技术应到朝着科学化的水平发展，要学会继承与发展，继承原有的生产技术加以改造在进行发展。对于采煤技术要做到科学合理，这样就能提高我国的煤炭生产率，满足人们的需求。

参考文献：

[1]郭孝先，李耀武.新时期煤矿岩巷掘进机械化的发展方向[J].凿岩机械气动工具，2013，01：13-24.

[2]郭孝先.煤矿岩巷掘进机械化发展探讨[J].建井技术，2011，06：40-45.

煤矿岩巷快速掘进技术与管理 篇3

在煤矿工程中, 快速掘进技术一直都占据着重要的位置。随着煤炭需求的提升及矿井产量的增加, 过去的快速掘进技术出现越来越多的漏洞。现有的快速掘进技术已不能够满足煤矿工程的需要, 而科学技术与社会经济的不断发展, 使煤矿工程中的快速掘进技术也不断地发展进步, 并呈现出新的快速掘进技术。只有不断发展与提升快速掘进技术, 才能够更好地为煤矿工程服务。

1 煤矿岩巷快速掘进技术

1.1 光面爆破

光面爆破技术具有减少材料消耗、减少体力劳动、提升工程效率与进度等优点, 更能够在施工的时候保障工程质量与安全, 有利于经济效益的实现。随着科学技术的不断发展, 如今光爆锚喷支护技术在煤矿企业中的应用变得十分普遍, 它其实就是利用特别的装药结构, 科学地选用起爆顺序以及光爆参数, 保证掘进岩石壁面光滑与平整。这项技术的应用能够让机械化程度得到提升进而提高施工效率, 也降低了工作人员的劳动强度。光爆锚喷支护技术应用在工程中, 还能够使周围岩体被破坏的程度小, 移位量小, 让施工期间的安全性得到了提升。

1.2 支护技术

支护技术的应用是为了在开挖岩巷后能够支撑周围岩石, 避免出现岩石掉落或者岩石变形等不安全情况。锚杆支护具有应用范围比较广, 适应能力比较强, 能够提高掘进施工效率, 降低通风阻力等优点, 且因为工具本身重量轻, 劳动强度便减轻很多, 工作的时候比较安全, 维护的成本也相对比较低。在进行掘进的时候, 可形成的断面小, 支护费用也比较低并且能够节约坑木和钢材。但是, 锚杆无法预防周围岩石的风化, 因此不能够利用锚杆有效避免裂隙岩石的剥落, 在这种情况下, 通常会选用其他的支护技术配合使用。锚喷支护技术与光爆锚喷支护技术今年以来的应用变得广泛了许多, 对于维修巷道而言, 锚喷支护就是关键技术之一。

1.3 输送技术

在煤矿岩石快速掘进中所说的输送技术, 不仅包括了输送机也包括了矸石仓的水平缓冲, 而这里所说的输送机, 主要指的是胶带输送机。过去的输送设备具有一个很明显的缺点是出矸的速度过慢且需要大量的人员, 而设备本身也存在一些问题。胶带输送机的应用, 不仅避免了一些不安全的因素与隐患, 还能够将矸与物料分上下层同时进行输送, 且减少了配件、电力等的消耗, 更加易于维护和管理。对于矸石仓的水平缓冲而言, 是建立在胶带输送的基础上来考虑的, 为了让矸石能够快速地进行转储, 将人行道、矸石、轨行道区分之外, 还要在中间搭建好防护网, 并且将这个段作为缓冲水平矸石仓, 从而形成连续的出矸系统, 大大降低工人的劳动强度。

2 煤矿岩巷快速掘进管理

2.1 质量管理

为了保证巷道的施工能够快速、高效、安全地进行, 不但需要选择正确的施工方案, 使用正确的施工工艺, 还需要对工程有科学的管理。正规循环作业是一项十分有效的方式, 既能够全面而有计划地完成巷道快速掘进施工的任务, 还能够提升施工的效率与速度, 改进企业管理且降低成本。质量管理工作也是需要特别重视的, 施工人员应该具备足够的工程质量意识, 在施工期间重视工程质量, 并且严格进行质量管理监督工作, 定期组织质量管理的学习或培训。此外, 还可以利用成立质量管理小组等形式来达到提高监督工程质量的目的。很多时候, 因为矿井巷道工程施工环境或种类的差别, 应用的施工方法完全不同, 想要能够实现施工期间的全面质量管理, 必须严格遵守质量检验制度, 避免不合格的工程出现, 进而让快速掘进技术的发展有一个基本的保障, 同时也对掘进进尺的提升有一定的促进效果。

2.2 安全管理

煤矿岩巷快速掘进工程中, 存在着不少问题以及安全隐患, 所以安全管理在工程中是必不可少且十分重要的, 因为这涉及到员工的人身安全问题。对于工人来说, 比如扒钩工或者是绞车司机, 都应该有相关的证书且进行过专业的培训再上岗, 而安排专门的人员对安全装置进行维护检查也都是必须要做的事情。在工程施工当中, 应该专门治理斜巷输送, 确保避灾路线的畅通与安全。对于通风装置, 应该注意保护, 努力将理想的工作环境与工作条件营造出来, 利用通风设备排除有害气体, 保证新鲜空气的输送。再则, 对于自然灾害的先兆应当很清楚, 譬如在煤矿生产过程中可能出现的瓦斯、水、煤尘、火等会威胁到员工生命安全的危险情况以及其他一些不正常的情况。

3 结语

煤矿岩巷快速掘进工程会受到很多因素的影响, 在施工之前, 应做好充分的准备工作, 对施工环境仔细调查避免安全隐患。要不断提升煤矿岩巷工程的施工效率, 就需要不断发展快速掘进技术, 在质量管理与安全管理上下足功夫。只有对煤矿岩巷快速掘进技术与管理两方面都不松懈, 才能够真正提升工程的效率, 保证工程的顺利完成。

摘要：随着科学技术的不断发展, 煤矿岩巷快速掘进技术也有了很大的进步。煤矿岩巷快速掘进技术主要包含光面爆破技术、支护技术与输送技术, 其中输送技术意味着胶带输送机与矸石仓的水平缓冲, 而该技术的管理既包括质量管理也包括安全管理。就掘进技术与管理进行分析, 以保障煤矿工程的顺利完成。

关键词：煤矿,岩巷,快速掘进,技术与管理

参考文献

[1]李健伟.煤矿岩巷快速掘进技术与管理[J].科技资讯, 2012 (21) .

[2]张连伟.煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术[J].科技资讯, 2013 (1) .

浅谈如何提高岩巷的掘进速度 篇4

关键词：岩巷快速掘进；劳动组织优化；支护方式；后勤保障

中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0163-02

在天湖山矿区，由于井下地质构造较为复杂，岩性条件差异大，因而在井巷掘进过程中，普遍存在着成形差、超欠挖严重、巷道围岩受破坏严重、单进低等弊端。就矿区岩巷掘进现状而言，普遍存在的问题是断面小、掘进巷道的自由面少，并且巷道围岩受到较强的夹制作用。而研究矿井的巷道掘进现仍以传统的气腿式凿岩机配耙斗式装岩机作业，由于受施工工艺、施工组织管理、围岩条件等方面的制约，造成炮眼利用率低、超挖量大、成型质量差、围岩松动破坏严重，巷道掘进速度达不到预期，工程施工任务量以及支护成本较高，巷道开挖后围岩稳定与安全方面较差。所以，提高岩巷爆破掘进的施工速度应注重三个方面的内容，即爆破效率与效果、掘进进尺、巷道成型。

1 巷道掘进影响因素分析

岩巷掘进是一个系统工程，影响因素较多，综合来分析可概括为3个方面内容，下文详细分析。

1.1 人的因素

1.1.1 作业人员的素质

岩巷掘进中，一线操作人员素质和劳动积极性在施工过程中起积极能动作用。如作业人员没有按章操作、文化水平较低、劳动积极性不高、对井下生产工艺不熟悉、对生产施工设备的性能了解不够、操作不熟练等这些因素直接影响到掘进施工各工序能否顺利开展。所以施工单位要定期组织作业人员进行业务素质培训，进一步提高作业人员的操作技能，并制定相关奖罚制度，提高作业人员生产积极性。

1.1.2 管理者的能力

岩巷掘进现场管理者包括作业队长、工程技术人员，这些技术、管理、沟通等方面的业务能力在岩石巷道掘进组织施工中有着重要的影响。如管理者业务素质低、责任心不强、现场跟踪管理不到位、作业规程编制对现场生产的针对性不强或岩巷掘进设计方案不合理、炮眼布置参数不合理、施工工序不合理、管理制度未认真贯彻等都会是制约巷道快速掘进的因素。

1.1.3 组织管理

巷道掘进施工的组织管理主要涉及基础的管理制度、合理的施工方法及科学的施工组织。制定和完善各项管理制度，是加快井巷工程施工速度、保证施工质量和安全的基础。分管工程技术人员应根据作业地点围岩情况，综合考虑采取一次成巷或二次开挖成型方式，并确定采取相应的支护形式，以确保安全生产。如何实现掘进施工的科学施工组织，将是影响快速掘进的重要因素。借鉴一些成功的管理经验，科学的施工组织应在三个方面做改善：

①严格控制工序作业与循环时间，将不必要的工序与环节进行最大程度的优化处理。

②劳动组织形式进行充分的优化，依据先进的科学理论，制定高效的工序循环图表。

③制定合理的掘进作业方式、循环方式与进尺。

1.2 掘进设备与技术因素

1.2.1 掘进设备

随着科学技术的不断发展，巷道掘进机械设备与相关技术取得了长足的进步，新的设备与技术的应用大大提高了矿井巷道的掘进速度。但是，在实际应用中，由于地质构造等因素影响，某些特殊地质条件下的矿井掘进设备还不够先进。很多矿井仍然沿用以往的掘进开采设备，如我矿现阶段巷道掘进采用的是气腿凿岩机（YT-24型），其落后的工作效率很难满足巷道快速掘进的要求。结合现状条件，工作面钻孔速度的提升可采用双台钻同时作业和采用“三小”技术（小药卷、小钻头、小钻杆）。

1.2.2 生产技术

为确保岩巷掘进施工有序、高效开展，在施工过程中要确保生产技术指导的及时性。岩巷爆破施工中参数的确定应针对实际生产条件与要求，制定合理的爆破施工进度，并根据不同岩性合理选择支护形式。

1.3 作业地点安全因素

煤矿地质构造对巷道掘进有较大的影响，如巷道围岩的硬度、结构稳定性、构造发育程度等，良好的地质条件能够大大节省掘进施工工程量，提高掘进施工的速度，反之，则成为制约岩巷快速的关键因素。例如掘进工作面遇到断层、破碎带、厚煤层等地质条件时，为应对冒顶、垮落等灾害问题，施工中为确保生产安全，必然要采取相应的安全技术措施，这就在很大程度上占用了巷道掘进的工时，降低了掘进的速度。

2 实现快速掘进的关键环节

2.1 施工工艺

传统的施工工艺已经不能满足现代化巷道掘进施工的要求，为改善这一状况，煤矿应对掘进施工工艺进行优化，运用先进的科学管理理论，并参考成功的管理经验，经过精准的计算分析缩减工序时间、优化工序衔接，制定详细的、合理的施工工艺流程。如可采取多工序的交叉作业，实现掘支的同时进行，前提是必须保证施工的安全。

2.2 爆破技术

作为岩巷掘进施工重要的施工技术，爆破技术在巷道掘进中扮演着重要的角色。爆破效果对巷道掘进尺度有重要影响，而爆破效果的落实主要与围岩特性与爆破参数，在不能改变岩石特性的前提下，通过制定合理的爆破参数来保证爆破效果的实现。通过长期实践表明，应用中深孔技术爆破可合理提升循环进尺，进而有效提升巷道掘进施工速度。我们应以提高巷道掘进效率为前提，结合现场实际情况综合确定炮眼深度，根据我矿岩性特点，炮眼长度一般选择2～3 m，直眼掏槽。此种爆破效果与药眼布局、装药量、装药结构等有关系，此外还需要在爆破装药眼附近用打钻方式增加自由面，才能保证良好的爆破效果。在最小程度破坏巷道围岩稳定性基础上，实现最佳的爆破效果。

2.3 支护形式

安全、合理、有效的巷道支护是保证岩巷快速掘进的必要条件。我们应根据现场岩性合理确定支护形式，目前我矿支护方式主要为型钢支护、锚网支护、砌碹支护、锚喷等。较其他支护而言，锚网支护显著提高了巷道支护效果，降低了巷道支护材料的消耗，在一定程度上降低了工作面支护工艺复杂程度，实现了岩巷掘进速度的提升，因此锚网支护技术已在我矿得到了广泛应用。

2.4 劳动组织及完善的掘进配套设施

坚持正规循环作业，3个掘进班实行“三八”作业制，对于施工管理的重要内容之一就是保证每个掘进施工班能够顺利完成循环任务，加强三班作业的循环效率。为此，施工管理单位应做好基础保障工作，首先要保证施工机械设备的正常运转，并在发生突发意外时有备用设备进行选择，保证正规掘进施工进度。其次，采取有效的方法激励员工的工作积极性，保证作业人员能够在正常的工时段内实现循环进度。最后，在保证正规掘进循环的基础上，加强其他部门机构的组织管理，主要是与掘进相关的通风、机电、运输等部门，实现掘进各工序之间的快速有效衔接。对于顺利完成循环作业的掘进班进行奖励，相反对未完成掘进任务的班进行追查，分析出原因，并适当进行经济处罚，并通报全队吸取教训。

2.5 管理机制和方法

①明确岗位职能，加强对掘进工作的考核工作。这项工作要落实在矿井的日常生产管理之中，采用精细化的管理理念，细化职责，并通过层层考核制度来进行约束与规范；②加强管理，构造和谐班组。③推广应用先进的科技成果，精编人员编制，提高各作业人员的工作效率与福利待遇。④优化工序管理。克服以往制约巷道快速掘进的不利因素，通过对每种工种作业流程的控制，来实现各工种之间的有效配合，提高各自的工作效率。⑤加强设备的维修保养，保证设备的正常运转。⑥引入竞争激励机制，掘进定额单价执行台阶单价，鼓励多掘进尺。

3 结 语

综上所述，巷道掘进对于煤矿正常开采生产有着重要的作用，煤矿在实际生产管理中应采取科学合理的方法，提高巷道掘进速度，为保证巷道掘进工作满足安全生产与经济效益需求。影响岩巷快速掘进的因素是多方面的，在制定有效应对措施过程中应具有针对性的调整与改善。通过实践得出，综合采用改进的施工工艺、优化的交叉平行作业劳动组织、中深孔爆破技术、合理的支护形式以及创新管理等方式，切实提高了岩巷掘进效率，在保证较低的支护成本与最高的支护安全性前提下，能够大幅度改善岩巷掘进速度与水平。

参考文献：

[1] 赵学社.煤矿高效掘进技术现状与发展趋势[J].煤炭科学技术，2007，（4）.

煤矿井下岩巷高效掘进技术探讨 篇5

(1) 砂岩三轴在不同围压下压缩测试。取样地点为某煤矿西翼回风石门1100m处, 埋深750m。按照规范的要求, 将岩样制作加工成半径为25mm, 长度为100mm的标准圆柱体试样。试验在RMT-150B岩石力学试验机上进行, 测试结果见表1。

(2) 变形特征。砂岩由于受到有效侧压力, 压硬性明显。岩石的刚度与强度均随侧压的增大而增大, 在侧压作用下, 裂隙压密闭合。

(3) 掘进埋深大。煤矿硬岩巷道最大埋深达1000m, 附近岩体在侧向高应力作用下接近发生岩爆状态。同时被爆岩体由于承受较大的地质压力, 因而夹制作用比较大, 造成爆破炸药单耗较高。

(4) 爆破爆碴小。煤矿硬岩巷道施工配备的出碴运输设备只能装半径为35cm以下的岩碴, 为提高生产效率, 岩碴破碎要求高, 因此要求爆破尽可能减小爆碴的块度。

2 炸药爆破参数设计

(1) 炮眼深度与直径。炮眼深度决定着掘进循环劳动量和工作组织。岩石的夹制作用与炮眼深度呈正相关, 岩石条件一定, 凿岩速度明显降低。同时, 爆破后槽腔内的岩石碎块如不及时抛出, 会明显降低掏槽的效果。另外, 据有关安全条例, 如果炮眼的深度大于1m时, 封泥长度相应也应该大于0.5m;如果炮眼深度超过2.5m时, 封泥长度相应不得小于1.0m。因此, 为保证掏槽的效率, 节约钻眼的工作时间, 炮眼深度一般小于2.5m。然而炮眼直径影响着装药参数、凿岩眼数以及巷道的相关成形情行。过小直径容易引起装药的不稳定爆炸, 过大则会减慢凿眼的速度。增大炮眼直径能够有效的集中炸药能量, 增强爆轰波威力而改善爆破的效果。但是, 炮眼直径过大会影响钻眼速度以及岩石破碎质量、周边平整度和围岩稳定性。现场分析表明, 在相同炮眼深度下, 钻眼时间随着钻头直径的增大而增加。为了增强掏槽眼的破岩能力与效率加大掏槽眼直径, 增加单孔装药量是种行之有效的方法。另外, 若想达到光面爆破同时缩短钻眼时间, 提高掘进速度, 周边炮眼适宜采用直径为32mm的钻头。

(2) 岩爆破的炸药选型。工欲善其事, 必先利其器。若想取得良好的爆破效果, 正确选择炸药显得十分必要。而综合效率、安全、成本考虑, 我们需要遵循以下原则: (1) 在保证安全的前提下, 选择高爆速、大威力、高密度的新型炸药; (2) 爆破后产生大量的炮烟, 极易产生危险。选择合适的炸药品种, 使其产生较低的有毒有害气体。并且注意保持通风换气。 (3) 根据多种炸药的选择我们依照各炸药性价比的不同, 选择物美价廉的产品, 将炸药爆速指标定为4000m/s以上较为合适。如果对于爆速要求过高, 必将增加成本, 造成浪费。

(3) 掏槽方式。岩巷掘进施工中掏槽爆破最为关键, 有效地提高了岩巷掘进速度和爆破效率。深部岩层由于初始围压导致爆破岩层的夹制力加大, 因而增大了爆炸产生的破碎区;同时减小了反射拉伸波区的范围, 通过研究斜眼、直眼、混合掏槽眼以及坚硬的地下岩巷道岩石的一些典型特征, 我们进一步进行了理论与试验的探究讨论得知采用中深孔不同阶微差斜眼掏槽方法。先进行直眼掏槽, 稍后采用双阶掏槽, 掏槽呈楔形。掏槽眼用直径为42mm的一字型钻头进行打眼, 中间眼的深度应该比其掏槽眼深250mm~350mm, 再装入1~2支药卷, 用炮泥进行封堵, 放置2段起爆雷管在保证了掏槽眼处爆炸使得残岩抛出的前提下, 该爆破方法有利于对高压夹制的岩石进行有效克服, 大大加快了掏槽的效率。

3 反向起爆的优劣

起爆的方式有两种:正向和反向起爆。柱状装药的外端装有起爆药, 起爆处靠近炮眼口, 雷管的底部朝向炮眼底这样的起

表1砂岩三轴在不同围压下压缩测试结果

爆方法称为正向起爆。而柱状装药的里端装有起爆药包, 起爆处靠近或在炮眼底, 雷管的底部朝向炮眼口这样的起爆方法称为反向起爆。反向爆破比正向爆破更能充分利用炸药。正向爆破在装药爆炸性能的最好处, 遇到的抵抗最小;而爆炸性能的最差处, 遇到的抵抗最大, 显然炸药爆炸作用不能得到较好地发挥。利用反向起爆造成爆炸影响越大, 沿炮眼深度的岩石的抵抗越大, 这样可以有效利用炸药爆炸作用。由此可见, 采用反响爆破, 是正确的选择。但是一点需要注意:反向起爆将会使炸药爆炸余波以及固体颗粒飞溅朝向眼口, 在煤矿中可能引起瓦斯爆炸。所以, 若使用反向爆破时, 必须需要制定安全措施。

4 锚杆支护技术

我国煤巷支护经历了从无到有, 由简到繁的过程:从当初简单的木支护到工字钢刚性支护、形钢拱形可缩性支护和锚杆支护技术, 这里每一步的发展, 都是我国科技的一大进步。锚杆支护与棚式支架支护相比显著的提高了巷道支护的效果, 不仅使得巷道支护成本大为降低, 而且使得工人劳动强度大大降低。而且锚杆支护简化了采煤工作面端头支护和超前支护, 不但使得安全生产成为可能, 而且为今后采煤工作的快速推进做出了巨大的贡献。

5 结语

煤矿井下岩巷高效掘进, 不仅需要先进的工具, 更要有科学的方法, 研究岩石力学特性, 采用先进的反向起爆技术, 优化锚杆支护作业方式对于预防煤矿事故, 提高生产效率具有重要的意义。在此同时, 优化班组成员, 提高劳动者素质与专业技能, 建立合理明确的奖惩制度对于提高工人的劳动积极性, 实现安全高效巷道掘进有着积极的意义。

参考文献

[1]袁文华, 马芹永.煤矿深部岩石力学性能试验分析与硬岩巷道快速掘进方法研究[J].岩石力学与工程学报, 2010, 29.

[2]王旭锋, 张东升, 邵鹏.深部软岩锚喷支护巷道快速掘进技术[J].采矿与安全工程学报, 2011, 28.

新大地煤矿岩巷快速掘进技术试验 篇6

关键词：岩巷,快速掘进,技术方案

0 引言

目前, 煤炭在我国一次能源消费构成中一直占70%以上, 煤炭工业支撑着国民经济的持续高速发展, 在我国国民经济和社会发展中具有极其重要的地位。国民经济的持续发展对煤炭需求不断增加, 矿井产量逐年增长, 矿井开拓掘进进尺也大幅提高, 但采掘衔接紧张的矛盾却日益突出, 特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道, 由于岩石巷道工程量大, 而装备水平多年来却提高不大, 掘进进尺与工效维持在一个较低的水平, 一直没有大的突破[1]。为提高巷道掘进的单进水平, 特别是岩巷工作面的掘进速度, 对新大地煤业有限公司巷道掘进提出一系列改进措施, 以达到提高岩巷掘进速度的目的。

1 矿井概况

山西新大地煤业有限公司原为晋中市和顺县义兴镇后沟联营煤矿, 位于和顺县城约2.5 km的义兴镇后沟村以北, 于2009年被阳泉煤业 (集团) 有限责任公司收购。经矿井技术改造, 矿井设计生产能力由300 kt/a提高为900 kt/a。矿井主采15#煤层, 埋藏深度为344～337 m。受区域构造的控制, 地层走向总体显示为北北东, 倾向北西西, 区内地层平缓, 倾角一般6°～12°。

2 巷道掘进存在的主要问题

目前, 新大地煤业有限公司岩巷掘进速度不高的主要原因由以下几个方面: (1) 巷道掘进机械化程度低, 运输能力差。掘进放炮后, 出矸采用人工装运的方式, 劳动强度大、耗时长;井下运输系统为单轨绞车运输, 使用绞车摘挂钩工多, 系统复杂、效率低, 掘进放炮后矸石不能及时运出, 影响掘进进度。 (2) 巷道支护速度慢、成本高。目前巷道掘进后普遍采用锚喷支护, 但由于打锚杆速度慢、巷道喷浆速度低、效果差, 巷道掘进的平行作业程度较低, 严重影响巷道的掘进速度和质量。 (3) 岩巷爆破技术有待进一步改进。目前巷道掘进炮眼较多, 炮眼施工时间较长, 降低了巷道掘进速度。 (4) 员工素质普遍偏低。目前公司员工素质偏低, 技术工种文化层次低, 绝大部分员工都没有接受过系统的专业培训, 业务水平偏低, 管理者管理水平、技术能力较低, 不能对掘进工作进行有效管理和组织。需要进一步提高员工素质, 从而有效提高劳动效率。

3 快速掘进技术方案

3.1 改造生产系统

确保掘进工作面正常生产的三大基础系统:供电系统、运输系统和通风系统。针对现有三大系统存在的供电系统复杂、经常出现漏电顶闸;运输系统复杂、效率偏低;通风系统供风能力不足等影响矿井安全生产的问题, 对其进行了重新改造, 改造后的系统能够满足矿井安全生产要求, 为掘进工作面的快速施工提供了良好的基础条件。

3.2 提高机械化程度, 配置新型设备

(1) 配套侧装机配套皮带、煤溜的普掘作业线。普掘头实现侧装机配套皮带、煤溜的普掘作业线, 以解决工人劳动强度大, 装运在整个掘进过程耗时大的难题。

(2) 掘进工作面增加锚杆钻机数量。为了给掘进工作面最大程度地实行平行作业创造条件, 增加掘进工作面锚杆钻机的数量, 每个掘进工作面要配备不少于4部顶锚杆钻机和2部帮锚杆钻机 (原来为2部顶锚杆钻机和1部帮锚杆钻机) , 为了缓减压风紧张的局面, 并有计划地配套或更换压风管路, 使压风管路的直径不小于4寸。

(3) 在锚喷巷道推广使用新型高效喷浆机。为了提高锚喷巷道的成巷速度和喷浆质量, 降低支护成本, 推广使用新型高效PC-8U型喷浆机, 逐步淘汰效率较低、喷浆效果较差的老式喷浆机, PC-8U型喷浆机比老式喷浆机喷浆上墙率高、回弹率低、粉尘小、喷浆速度快、效果好。喷一车料由原来的14 min减少为10 min, 回弹由每米巷道的0.093 m3减少至0.058 m3, 都减少了1/3。在已有水平大巷等供电不方便的巷道进行局部补喷时, 要推广使用PQC6U型“澳之星”牌气动转子式喷浆机, 解决因供电不方便而影响喷浆的问题[1]。

(4) 使用新型高效风钻, 减少岩巷打眼时间。在开拓岩巷打一茬炮眼至少需要2 h, 直接制约着岩巷单进水平的提高, 为了进一步缩短岩巷的打眼时间, 建议使用高效率的YT-28型系列风钻, 该钻冲击频率高、打眼速度快。YT-28型系列风钻的凿岩速度比7655型风钻提高了15%, 打一个炮眼平均减少用时1.5 min, 施工一茬炮眼能减少用时20～30 min, 单头月进尺平均提高12 m左右。

(5) 引进操作方便、安全可靠的临时支护产品。为了解决普掘作业的临时支护问题, 使临时支护的支设快捷方便, 支护效果安全可靠, 积极调研引进单体水柱, 该支柱与单体液压柱性能相似, 其优点是用水代替乳化液来传递压力, 降低了支护成本, 方便快捷。

3.3 改进施工工艺

(1) 在综掘临时支护方面采用新工艺。在安全前提下实现掘两排锚两排, 取代掘一排锚一排的施工工艺, 提高掘进效率。

(2) 横贯施工要推广使用EBZ-55小型掘进机的作业方式。该方法替代放炮掘进横贯的作业方式, 有效提高巷道掘进单进水平。

(3) 推广“小钻头、小钻杆、小炸药”的“三小”技术。通过减小炮眼孔径达到加快打眼速度, 从而缩短打眼时间, 从而提高岩巷的单进水平。采用φ32 mm的钻头代替φ43 mm的钻头, 凿岩速度能提高40%左右, 炸药消耗量降低3.8%～8.3%, 有利于巷道成形。同时, 采用1.8 m深炮眼掘进爆破, 循环进度不小于1.7 m。软、硬岩破碎岩层中掘进可采用复式楔形掏槽, 凿岩采用2.0 m规格的钎杆, 炮孔深度为1.8 m, 掏槽眼眼深比其它炮眼深200 mm, 采用2.2 m的钎杆, 并注意角度, 同时起爆。炮眼布置如图1所示。

3.4 提高员工素质, 有效组织施工

(1) 提高员工素质。在新工艺施工前, 要对员工进行技术培训, 使员工尽快熟练掌握每一道工序及要求。在掘进施工中, 在人员配备上做到工种齐全、分工明确、密切配合, 各工程衔接紧密, 有效地利用工时, 提高工效、提高工人劳动技能, 保证施工安全高效进行。

(2) 科学有效地组织施工。要推广掘进工作面平行作业, 不仅要研究锚杆锚索的滞后率问题, 还要研究每道工序的合理安排问题, 要充分利用有限的时间和空间, 使一个作业循环的作业工序最大程度地进行交叉平行作业, 做到工序紧凑、人员不闲。通过认真的比较和现场试验, 对现有部分工序进行了调整和优化, 要求各工种人员严格按工艺流程和质量要求进行操作, 前道工序质量不合格, 不得进行下道工序的作业, 必须重新返工。改进各个工序的施工过程, 加强各工序之间的平行作业, 缩短循环作业时间, 保障设备正常运转, 合理组织平行交叉作业, 减少辅助工序耗时, 如:画轮廓线与掘进前准备平行、装药与撤架收工具平行、打眼与出研平行、喷浆与铺道移耙砂机平行。这样对推进施工速度和提高施工工效有重要作用。同时, 还要确保机械设备的正规使用和爆破技术的严格执行。

4 结论

新大地煤业有限公司通过采取改造生产系统、提高机械化程度、配置新型设备、改进施工工艺、提高员工素质、有效组织施工等多项有效措施, 岩巷掘进速度比原来提高了101.7%以上, 月进速度达到121 m, 有效提高了岩巷掘进速度, 确保了矿井的生产衔接。该技术具有一定的推广价值。

参考文献

煤矿岩巷掘进 篇7

1 巷道概况

跃进煤矿西大巷设计机轨合一运输巷,即安装强力胶带输送机同时作为轨道运输大巷,西大巷设计长度1 700 m,主要断面为半圆拱形支护。根据地质条件,巷道采用锚网锚索加36U型钢半圆拱形复合支护,设计净高4 650 m,净宽6 100 mm,墙体高为1 600 mm,净断面24.73 m2,喷浆厚100 mm,管缝锚杆Ø43 mm,长1 800 mm,间排距均为700 mm。树脂锚杆选用Ø22 mm×1 800 mm螺纹钢制作,间排距均为700 mm,每根用2卷树脂药卷锚固。全断面锚网索支护,开拓面配备全液压掘进钻车和侧卸装岩机,液压掘进钻车和侧卸装岩机在巷道内进行错车,巷道宽度应满足铺设轨道要求,需要巷道宽度大于4 000 mm。

2 西大巷设备配置

(1)CMJ17HT型煤矿用全液压掘进钻车。

钻臂2个,适应巷道断面为20 m2,工作范围(宽×高)为2 000 mm×2 000 mm～5 500 mm×4 200 mm,运行尺寸(长×宽×高)为7 500 mm×1 160 mm×1 750 mm,运行状态最小转弯半径6 000 mm。工作状态下的稳车方式为支腿稳车,稳车工作宽度1 980 mm,整机质量9 000 kg,钻孔Ø27～42 mm,钻孔深度2 100,2 600,3 100 mm,行走速度3 km/h,适用电压660/1 140 V,整机功率55 kW。

(2)ZCD-60R型侧卸装岩机。

装岩机生产能力70 m3/h,铲斗额定容量0.6 m3,铲斗宽1 600 mm,最大卸载高度1 650 mm,最大卸载角度55°.卸载时机器最高点3 200 mm,行走速度3.1 km/h,最小离地间隙190 mm,最大卧底深230 mm,履带板宽260 mm,履带全宽1 200 mm,履带接地长1 545 mm,接地比压0.098 MPa,坚实土面的最大插入力66 kN,最大铲取力96.48 kN,最大举升力56.02 kN,额定牵引力47 kN,行驶时最大爬坡能力15°,机器总功率55.5 kW。机器外形尺寸4 505 mm×1 600 mm×2 350 mm(长×宽×高),机器质量8 500 kg。

(3)运矸线装备

CTY5/6-90-Z-5t防爆特殊型矿用蓄电池式电机车。公称黏重5 t,额定电压90 V,蓄电池容量(5 h)385 Ah,电动机功率7.5 kW,牵引力7.06 kN/h,速度7 km/h,适用轨距600 mm,控制方式为斩波调速,传动方式为伞正两级齿轮传动,制动方式为机械制动,每辆车配备2台电动机,配备机车2辆。

3 爆破参数设计及钻眼布置

先用CMJ17HT全液压掘进钻车打钻眼,配套选用LG28/32-3500液压钻钎杆和ZQ43C-R28柱齿钎头,钻孔Ø42 mm,钻孔深度为2.1 m。根据钻孔直径和深度,选用2#煤矿许用乳化炸药,每卷炸药质量200 g,装药采用连续装药结构,反向起爆,雷管采用I～V段毫秒延期电雷管,总延期不超过130 ms,选用MFB-200型发爆器。

4 新工艺与传统工艺对比

4.1 施工工艺和安全管理

传统岩巷掘进工作面施工工艺为“风钻打眼、放炮,人工将矸装入矿车,人工推车至井底车场,出矸后定道”;后来发展为“风钻打眼放炮,耙斗装岩机出矸装车,蓄电池电机车运输,出矸后人工定道”。打眼时采用风动凿岩机配合B22中空六角钻杆,Ø36 mm一字型钻头打眼,装药放炮后由耙斗装岩机将矸装入1 t矿车,由5 t蓄电池电机车将矸运出工作面,材料运入工作面。传统工艺施工中存在下列问题:①人工打眼时,凿岩机司机、插钎工都在岩巷掘进工作面工作,工作面岩石及顶板松动岩块容易风化,导致顶板掉矸或片帮伤人;有时钻杆会发生卡钻、钻杆弯曲或断裂现象,也有伤人的危险。②耙斗装岩机装矸时,由于耙斗装岩机固定锚索头经常变换固定位置,耙斗装岩机钢丝绳摆动范围较大,在装矸时,容易出现耙斗装岩机断绳或矸块从耙斗机上掉落现象,给耙斗装岩机司机和推车工带来不安全隐患。③上下山巷道耙斗装岩机在轨道上固定不牢或移动耙斗装岩机时容易下滑倾倒造成人员伤害,给实际现场工作人员带来不同程度的安全威胁。

岩巷掘进工作面配备掘进钻车和侧卸装岩机后,消除了以上各种不安全因素,保障了岩巷掘进工作面安全生产。配备使用全液压钻车进行钻眼时,掘进钻车司机在钻车上操作,司机操作台上有顶棚,距工作面距离超过5 m,并且在永久支护的顶板下面工作,即使工作面片帮、顶板掉顶,也不会伤到施工人员,也消除了钻杆卡钻弯曲或断钎伤人现象,上下山巷道使用掘进钻车时,也避免了因设备下滑、倾倒造成对人员的伤害。

4.2 人员配备

如使用传统的施工方法,2台凿岩机同时打眼施工,需用凿岩机司机2人,插钎工2人,耙斗装矸机司机1人,推车工3人,共8人。

配备掘进钻车和侧卸装岩机后,只需CMH17HT全液压掘进钻车司机与DCD-60R型侧卸装岩机司机各1人。与传统施工方法相比,岩巷掘进工作面采用液压钻车和侧卸装岩机后,1个生产小班可少用工作人员6人。

4.3 劳动生产效率

-200 m西大巷机轨合一运输巷,设计岩巷掘进半圆拱断面27 m2,净高4.65 m,净宽6.10 m,断面布置87个炮眼,循环进尺为1.4 m,每循环产出矸石量约120车。①如采用传统的施工方法,应使用2台凿岩机同时施工打眼,打眼深2.2 m,全断面打眼需4 h,使用P-30B耙斗装岩机装120车矸需用时16 h。②选用CMH17HT全液压掘进钻车打眼,全断面打眼需用1.5 h,选用ZCD-60R型侧卸装岩机装120车矸需用4 h。机械化设备应用后,1个循环进尺1.4 m,打眼施工节约2.5 h,装矸施工节约12 h,每个循环节约14.5 h。

4.4 工人劳动强度

如采用传统的施工方法,人工打眼时,风动凿岩机司机两手抱着凿岩机机头部,每打完1个钻眼后再打另一个钻眼时,都需人工将钻杆从凿岩机和钻孔中抽出,再将钻杆插入凿岩机中打另一个钻眼。耙斗装岩机装矸时,每辆矿车装满矸后,都需要人工将装满矸的矿车从耙斗装岩机下方推出后送入重车道,再由空车道将空矿车推入耙斗装岩机下方,再装下一车矸。往耙斗机下推入空车、推出重车,来回倒换车辆,费时费力,工人劳动强度大。

选用岩巷机械化设备后,使用CMH17HT全液压掘进钻车打眼,1位掘进钻车司机操作即可完成各种操作功能,操作简单方便,降低了工人劳动强度。选用ZCD-60R型侧卸装岩机往矿车内装矸,避免了人工往耙斗装岩机下方推入空车、推出重车的繁琐劳动,只需要电机车将整列矿车送到装车位置即可。由侧卸装岩机对每辆车装矸,能够使整列空车送入工作面装车位置,整列重车拉出工作面,减少了倒车工作量,节约了大量时间。

5 应用效果

2009年1月,全液压掘进钻车和侧卸装岩机在-200 m西大巷安装试运行,因地质条件差,巷道顶底板渗水,且打钻时为防止岩浆堵塞钻孔,钻孔冲洗水压力和流量较大,致使岩巷掘进工作面积水较多,岩石及钻眼排出的岩浆在水中浸泡后形成糊状,造成巷道底板浸软比压降低,侧卸装岩机在工作面来回铲岩、运岩和往矿车内装岩过程中,经常陷入底板岩坑中;由于工人操作不熟练,一时影响正常生产进尺,造成液压掘进钻车和侧装机停止使用和再次投入使用多次。矿方及时请厂家专业人员现场进行培训,经过2个多月实践,工人操作钻车和装岩机逐步得心应手,各工序之间时间越来越短,月进尺逐步增加,由第1个月进尺35 m,逐步提高到70 m,实现了开拓工程量全年优良工程。

6 结语

(1)设备配套由原来凿岩机打眼、耙斗机装车、蓄电池电机车运输,改造为装配全液压掘进钻车打眼、侧卸装岩机装车、蓄电池电机车运输,实现了掘、装运机械化联合生产系统,设备改造配套合理,有效发挥了各台设备的应有功能。

(2)与原施工技术、工艺相比,施工技术、工艺较先进,为实现开拓先行、采掘并举、保证-200 m西大巷各工艺快速掘进提供了技术支持。

(3)结合“提高机械化设备装备水平,多上设备少上人”的原则,最大限度地降低了工人劳动强度,实现了减人提效。

(4)经过科学组织施工,合理安排各施工工序过程,密切连接各施工工艺循环时间,做到了各施工工序井然有序。

煤矿岩巷掘进 篇8

关键词：液压钻车,快速掘进,应用效果

0引言

焦作矿区地质构造复杂, 瓦斯威胁大, 打钻频繁, 严重影响了岩巷掘进进度, 而且随着开采深度的延伸, 瓦斯大、水大等技术难题, 加之部分矿井排矸系统能力不足, 严重制约了岩巷单进水平的提高, 研究如何快速掘进, 是我们必须面对的问题。 然而, 目前国内岩巷掘进技术方面仍然和全球领先水平有不小的差距。现阶段, 多数依旧通过气动凿岩机来进行, 相对于20世纪80年代来说, 技术更新非常缓慢。这种技术的掘进速度相对不高。工作面存在大量不安全因素, 从而要求必须具有较好的掘进技术, 本文主要分析了技术现状及发展动向。

1我国煤矿岩巷掘进技术现状

当前, 钻爆法依旧在岩巷施工占据主导地位, 至于那些先进的重型悬臂式掘进机, 只有很少的矿井在尝试使用。现在大体上涉及到以下三种类型。其中, 气腿式凿岩机配套耙斗装岩机作业线是最广泛, 悬臂式掘进机配梭式矿车或带式输送机作业线试验结果良好, 潜力很大, 而液压钻车配侧卸装岩机作业线由于技术方面原因, 使用非常少。

1. 1气腿式凿岩机配套耙斗装岩机作业线

其主要优点包括三点, 第一, 掘进率相对较高, 尽管矿车调度将对生产造成很大阻碍, 然而, 具体的实践中掘进率依旧可以实现相对偏高的水平。第二, 非常灵活, 断面面积与形状对该方法没有负面作用, 具有良好的工艺性, 能够确保多台钻机一起施工, 打眼、装岩等同样能够一起施工, 从而使得效率明显提升。第三, 性价比与可靠性较高, 因工艺技术非常简单, 所以操作者非常易于进行, 初期成本相对较低, 所以, 该技术主要应用于小型煤矿之中。然而, 其同样具有许多不足。第一, 钻眼过程中由于不能配套全液压钻车施工, 因此, 对人工施工具有很高的要求, 人工成本相对偏高, 且劳动强度较大。第二, 钻孔效率不高。第三, 危险性高。

1. 2液压钻车配侧卸装岩机作业线

其具有的优点如下: 第一, 由于双臂能够一起进行凿岩, 因此, 效率十分高。第二, 机身小同时结构紧凑, 机动性与爬坡能力较强, 能够施工整个断面。第三, 其动力单一, 能耗不高, 施工的时候噪音相对较低, 明显改善了施工环境。同时, 劳动强度相对偏低, 施工质量与效率明显改善。其特点包括: 第一, 明显改善掘进效率。第二, 安全, 操作者无须钻眼施工, 因此, 将许多安全隐患消除, 通过侧卸装岩机装矸能够有效防止绳断造成的事故。第三, 机械化程度明显提升, 一方面降低了劳动强度与工作量, 同时时间明显缩短, 成本降低。第四, 液压钻车能够有效掌控炮眼方向, 因此, 使得光面爆破变得容易进行。并且巷道成形好, 后续工作中无须重新处理断面形状, 使得任务有所降低。然而, 因其速度快, 不容易进行临时支护等均对该方法的使用产生制约。

这种方法属于钻爆法岩巷快速掘进的发展趋势。然而, 我国对岩巷掘进设备的研制与生产起步较晚, 尤其是液压凿岩机、钻车及主要配套液压元件等的质量、性能等技术指标与国外同类产品相比尚有一定差距, 而且高档机械化作业线设备投资较高, 从而限制了其广泛应用。设备布置如图1所示。

1. 3悬臂式掘进机配梭车、带式输送机作业线

这种技术还叫做综掘法, 优点包括以下几方面: 第一, 性能稳定、截割功率大、截割断面大、掘进效率高。第二, 切割臂摆动自由, 能切割任意形状的巷道断面, 截割面平整, 减少了巷道超欠挖, 降低了材料消耗。第三, 机械水平高, 用工少, 强度不高。 第四, 对围岩采动影响较小, 且便于支护。所以, 该技术深受煤矿青睐。然而, 其同样存在缺点: 第一, 为对掘进切割煤岩时的反作用力进行抵抗, 设备重量与体积均相对偏大, 所以对设备下井及运输造成或多或少的难度, 对断面偏小的巷道同样不适合。 第二, 对地质构造与围岩岩性条件苛刻, 并且对岩巷岩石坚固性系数要求f <8, 因此, 使得机器的适应性相对偏差, 影响到其应用。 第三, 截齿寿命不高, 容易提高掘进成本。设备布置如图2所示。

2岩巷快速掘进技术发展趋势

2. 1国外相关研究

1956年, 罗宾斯发明首台岩石隧道掘进机, 应用到多伦多市的隧道工程之中。1985年查尔斯·威尔逊制造出首台应用于岩石中连续掘进的设备。从工业化生产开始, 其研制获得高度关注, 推动了技术的不断优化, 与钻爆法相比, 掘进机施工便显出非常突出的优势。

当前, 煤矿巷道掘进施工中引入了全断面岩巷掘进机, 速度能达到10 ~ 12 m/d, 通常情况下, 平均月进处在300 ~ 400 m范围之内。1967年, 美国创造了月进2 088. 9的最高速度。然而, 现阶段, 这种机械仍然具有一系列问题, 例如设备太重、体积大、很难进行转移、拆装用时相对较高、动力消耗高、成本高等。另外, 巷道曲率半径必须足够大, 因此, 根本无法有效满足国内巷道的要求。尤其是在面对断层破碎、涌水等环境的时候, 将会严重影响掘进速度。

2. 2我国的发展趋势

具体来说, 主要包括四个不同的时期: 11949之前, 这个时期基本上通过人力来进行。220世纪50到70年代, 耙斗式、气腿式凿岩机等纷纷投入实践, 机械化水平有所提高, 同时劳动强度有所减轻。320世纪70到90年代, 大量大型矿井着手应用国外机械, 该时期已经将全液压钻车配套履带式装岩机引入实践, 同时, 由于应用了锚杆支护方法, 使得矿井环境变得更加安全。420世纪90年代以后, 开始将各种先进设备引入我国, 明显改善了机械化程度, 同时, 煤矿环境更加安全。然而, 相对于国外来说, 国内煤矿地质环境异常繁杂, 许多国外机械根本不能得到施展, 导致其效率相对较低。

3结语

近年来, 我国在综掘法机械与钻爆法施工方面都有了很大的进展, 既使得施工环境明显改善, 又使劳动强度明显减小, 使人工以及成本明显降低。然而, 相对于国际水平来说, 我国在煤矿岩巷掘进技术上还较为落后。因此, 今后我国应当切实加强这方面的研究, 不断提升技术水平, 进一步提高挖掘质量和效率。

参考文献

[1]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, 2012 (1) .

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[3]张勇.煤矿岩巷快速掘进工艺研究[J].科技与企业, 2012 (22) .

[4]李国辉.国内岩巷快速掘进技术发展现状及其趋势[J].煤矿现代化, 2015 (6) .

煤矿岩巷掘进 篇9

关键词：卧式矸石仓 平行作业 出矸 快速掘进

0 引言

岩巷快速掘进是丁集煤矿近年来岩巷发展的目标之一，但出矸速度一直是制约岩巷快速掘进的重要因素。传统的出货方式是工作面耙矸机+矿车。矿车的供给数量、供应是否及时、斜巷打运等问题已制约了岩巷快速掘进。经过实践，用工作面耙矸机+皮带机+卧式矸石仓+耙矸机+矿车出矸方式在很大程度上解决了岩巷的出矸问题，加快了岩巷进尺速度。

1 卧式矸石仓优点

卧式矸石仓是在巷道内建立一套完整的出矸系统，即工作面耙矸机+皮带机+卧式矸石仓+耙矸机+矿车。卧式矸石仓的优点是：①出矸可以和迎头的多种施工工序平行作业，大大缩短专项出矸时间，加快迎头出矸速度。②矸石仓一般矸石容量在40～70m2，解决了因矿车紧张，供应不及时带来的迎头积矸问题。③减少斜巷打运环节，降低斜巷打运风险，缩短车皮周转时间，减少了打运人员的使用。卧式矸石仓的建立极大的缓解了出矸与迎头各种工序、出矸与矿车供应之间的矛盾，显著提高了小班循环进尺。

2 工程实例

2.1 工程概况

丁集矿东一13-1皮带机大巷是东部13-1煤的运输巷道，为关键工程巷道。该巷道设计为直墙半圆拱形，平巷坡度

为3‰上坡，两道斜巷，分部为长160m的13.5°下山和长138m的12°上山。岩性不稳定，采用架29U型棚+喷浆支护，巷道净宽5.2m，净高4.05m，棚距700mm。S掘＝20.6m2。

2.2 卧式矸石仓施工工艺及应用情况

2.2.1 卧式矸石仓的施工工艺

①卧式矸石仓规格：长×宽=20m×2m，安装在巷道西帮。矸石仓由11#矿用工字钢+大板（长×宽×厚=4000×200×70mm）搭建而成。②矸石仓安装处巷道高4.15米，使用4.5米长的工字钢，工字钢一端用氧焊割一个直径20mm的小孔。首先，在距巷道西帮2米处顶板上沿巷道方向，间隔2m施工一根Φ22×2400mm高强锚杆，外露500mm；并在锚杆对应位置的底板挖一个长×宽×深=400×400×400mm的坑，间隔2m；然后将工字钢一端插入挖好的坑内，浇注混凝土；带孔的一端固定在顶板锚杆上，并用8#铁丝固定；待工字钢全部固定好后，用大板横向密集摆靠在工字钢的里侧，并用8#铁丝牢固的绑扎在工字钢上，最后用扒钉将大板彼此之间连接牢固，作挡墙，挡墙的高度不小于2m（或采用瓦石砌筑）。③耙矸机安装在矸石仓南端，安装好后，用编织袋装矸在耙矸机的嘴槽两边垒不低于1米防护墙，以防耙矸机装矸时从嘴槽两帮撒货。④皮带机安装在卧式矸石仓北端。在仓内距皮带机头1米处的巷道拱部，水平安装两根11#矿用工字钢，高度不低于2.2m，工字钢两端深入巷帮不小于400mm，并用混凝土将梁窝充填实。最后，在工字钢上安装一组刮板机锚链，耙矸机回头滑轮挂在锚链上。（根据现场巷道情况，工字钢不易安装的条件下，可以在距皮带机头距离不小于1米的顶板上施工一根Φ22×2400mm的锚杆作为挂滑锚杆，简单易行）。⑤耙矸机出货时，要求耙矸机司机必须按章操作，不得野蛮施工，防止耙斗撞坏皮带机头及矸石仓的封闭墙。

2.2 卧式矸石仓应用情况

东一13-1皮带机大巷每循环炮后约有50m3矸石，每小班需约45～55量矿车进行出矸。采用传统耙矸机+矿车出矸方式，并经过2条斜巷打运，每班最多打运40车矸石，且增加了7名打运人员，严重影响了工作面的掘进进度。因矸石积压，每圆班进尺保持2个循环。

改善出矸系统后，采用耙矸机+皮带机+卧式矸石仓+耙矸机的出矸方式后，增加了皮带机司机和耙矸机司机各一名，但工作面的排矸速度加快，矸石仓的出矸能力达到75车/小班。能确保每小班1个循环进尺。

该巷道施工连续三个月平均进尺达100m以上，做到了岩巷快速掘进，且减少了斜巷打运风险，做到了安全打运，实现了零事故目标。

3 应用情况

目前，岩巷排矸速度是岩巷快速掘进中重要制约因素，出矸与迎头平行作业、矿车供给、斜巷打运等矛盾比较突出。卧式矸石仓在丁集矿岩巷的应用表明：采用工作面耙矸机+皮带机+卧式矸石仓+耙矸机+矿车出矸方式，解决了迎头出矸与多种施工工序平行作业问题，出矸时间减少了限制；卧式矸石仓的建立，缓解了因矿车供应不及时带来的迎头积矸问题；减少了斜巷打运环节，降低斜巷打运风险，缩短车皮周转时间。卧式矸石仓的建立实现了多部出货系统的连续化，加快了岩巷的快速掘进。

煤矿岩巷掘进 篇10

人类进入21世纪, 人们对能源的需求越来越大, 煤炭在一次能源的比重还是占主导地位。我国煤矿行业, 随着科学技术的进步, 机械化、自动化、信息化方面这几年有突飞猛进的发展, 取得了明显的成效。就机械化方面来讲, 我国大中型煤矿在采煤方面实现综合机械化后, 绝大多数煤矿在煤巷、半煤巷也实现综合掘进机械化, 机械化程度大幅度提高, 煤巷、半煤巷掘进机械化得到普及。但是, 我国煤矿岩巷的综合掘进机械化程度相当低, 仅部分工序是机械化作业, 综合机械化几乎为零, 尚处于研究推广阶段。难关还没有完全突破, 一直是处于攻克难关阶段, 整个工艺没有全部实现机械化, 仅部分工序实现机械化。导致煤矿掘进工效低, 掘进进度水平低, 用人多, 个别煤矿出现采掘失调现象, 不能满足煤矿发展的需要。因此, 提高矿井岩巷掘进机械化水平, 是当务所急和大势所趋。

二、现阶段煤矿传统的几种岩巷掘进工艺简单介绍

(1) 风锤打眼, 人工装药放炮, 人工装矸, 人力推车运输。该工艺落后原始, 这种工艺简单, 但安全可靠性差、效率低、掘进进度水平低、工人劳动强度大、用人多, 小煤矿较普遍采用。

(2) 风锤打眼, 人工装药放炮, 耙斗机装矸, 人力推车运输。工人劳动强度有所减少, 装载机械化较高, 工效稍高, 目前是我国众多煤矿常用的一种方式。

(3) 风锤打眼, 人工装药放炮, 耙斗机或铲斗机装矸, 后续运输配有皮带机或蓄电池机车或柴油机车。工人劳动强度大大减轻, 装载机械化较高, 工效稍高, 是大中型煤矿及较现代化矿井采用的一种方式。

(4) 液压掘进钻车打眼, 人工装药放炮, 耙斗机或铲斗车装矸, 后续运输配有皮带机或蓄电池机车或柴油机车。这种工艺凿岩效率高, 钻进速度快, 特别是硬岩钻进效率高, 大幅度减少凿岩单工序时间, 钻眼质量高, 爆破效果有保障, 作业人员少。由于司机远离碛头, 安全上更可靠, 液压凿岩机比风动凿岩机噪音小的多, 可改善工人劳动环境, 掘进进度水平提高更有潜力。工人劳动强度大大减轻, 装载机械化高, 工效有很大提高, 改变了传统的用风锤打眼作业, 这种方式距岩巷掘进综合机械化不远了。该先进方式在我国煤矿使用较少, 仅在部分大中型矿井采用。

(5) 岩巷综合掘进机械, 后续配置皮带机等连续运矸。该设备不需机械打眼, 人工装药放炮, 而是直接掘进达到所需要的断面和进尺, 是我国目前最先进的掘进设备, 可能也是世界上先进的煤矿掘进机械。据了解, 在煤矿用于大断面岩巷的掘进机械我国还处于试验阶段, 如新集能源股份公司、新汶矿业集团、淮南矿业集团等企业先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型重型悬臂式掘进机。其次是个别煤矿使用国产的EBZ-200H硬岩掘进机。国外还有一种全断面岩石掘进机 (TBM) 。它是集破岩、装运、支护等工序于一体自动化程度较高的施工工艺和装备系统。与传统的钻爆法相比, 具有快速、高效、安全可靠、施工质量好、对围岩的扰动小等优点。由于TBM设备较长, 最小的也在80~100 m, 不便转弯, 设备安装拆除工期长;又属于机械切割破岩, 坚硬岩层中使用时, 设备故障率高, 效率低。因此, 一般用于铁路隧道和城市地铁隧道施工, 除平硐开拓的煤矿外, TBM不适合于煤矿井下施工。

三、现阶段煤矿提高岩巷快速掘进的部分措施

(1) 爆破工艺创新, 大力推广中深孔光面爆破。影响岩巷掘进爆破效率的主要因素有:掏槽方式及其装药量、炮眼深度、周边炮眼参数、起爆时差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大, 一般达到210~315 m。掏槽眼的深度大小决定着循环进尺的大小。同时, 对周边眼的爆破质量及成巷质量也有影响。炮眼深度存在一个最优值, 应以提高巷道掘进效率为前提, 结合现场实际情况综合确定。长期实践表明, 中深孔爆破 (L=2~3 m) 优于浅孔爆破 (L=1.5~2 m) 。

(2) 采用综合机械化配套设备是快速施工的关键因素。岩巷掘进多年来一直沿用风动凿岩机, 但液压凿岩机在性能上要优于风动凿岩机, 如械械性能好, 凿岩速度快, 比同类风动凿岩机提高1~2倍。出矸以耙斗装岩机、侧装机为主, 以液压凿岩机为主和以钻装锚机组为主的几种岩巷机械化作业线, 应用在大断面岩巷施工中, 可以取得良好工效。

(3) 充分调动职工积极性, 加强工人培训和技能的学习。煤矿相关部门可多次举行劳动竞赛, 如打眼比赛、喷浆比赛等, 有利调动职工的积极性, 使职工在工作中感到快乐, 工作更加积极主动。适当提高班队组长、维修工等人员的工资分配系数, 对“技术能手”带徒弟、讲课, 给予适当奖励, 充分发挥岩巷“技术能手”的传帮带作用, 最大限度地挖掘职工潜能, 为岩巷快掘献策献力。

(4) 加强劳动组织管理, 实行全面质量控制。通过合理的劳动组织, 使得各工种互相协作, 消除各工种间工作量不均衡的现象。同时, 各工种处于统一指挥和协调之下, 各工序衔接紧密, 减少和避免相互影响, 缩短循环时间。另外, 要狠抓工程质量, 以质量保证安全, 以质量促进度。建立健全质量保证体系, 强调过程控制, 特别是关键过程的控制。

(5) 多台施工机械设备配套使用。耙斗机、喷浆机、锚杆钻机、凿岩机、电机车和激光定向仪等多台机械设备配套使用方案的实施, 是快速、高效率掘进的基础。高素质、熟练操作各种机械设备的掘进队伍是确保快速、高效率掘进的关键。加强掘进机电、运输的组织和管理, 做好设备管理的基础工作, 减少机电设备故障对掘进作业的影响。

(6) 精细化、优化各工种工序衔接。编制各工种循环作业图表, 提升单工种工效。对各工种作业工序科学组织、优化设计, 把凿岩机司机、打眼工、耙矸机司机、背药工、推车工、喷浆工等工种工序制成循环作业图表, 让各工种员工知道自己怎样干, 怎样提高作业效率, 指导各工种提高单工种工效。

(7) 多工序平行作业。在确保安全时打眼与装岩平行作业;巷道刷帮与掘进平行作业;喷浆准备与掘进平行作业;喷浆与掘进平行作业;修整水沟、砌水沟与喷浆平行作业;移动耙矸机与掘进平行作业等。

(8) 坚持正规循环作业是快速掘进的保障。施工管理重点是保证掘进正规循环, 提高正规循环率。保证正规循环的前提是各种配套设备配有备用, 这样, 设备损坏后可及时修复或更换;调动员工的积极性, 使每班进入工作面后充分利用工作时间抢循环, 提高掘进进度。

四、目前煤矿较经济的岩巷掘进方式

前面分析了我国煤矿岩巷的多种掘进方式, 以及讨论了提高岩巷掘进有关措施, 但从综合经济效果分析, 掘进作业使用的设备与后续运输等比较, 最佳方式还是:风锤打眼, 或液压掘进钻车打眼, 人工装药放炮;耙斗机出矸, 或铲斗机出矸;后续运输为皮带机直接进入矸石仓, 或蓄电池机车及柴油机车运输矸石。

五、煤矿岩巷机械化的最终目标

煤炭行业的采煤机械化和煤巷及半煤巷机械化得到普及, 煤矿其他环节、工序都在采用机械化, 信息化、自动化的同时, 有的矿采煤机械化达100%, 煤巷、半煤巷机械化达100%, 岩巷的综合掘进机械化可以说还处于传统阶段, 即没有甩掉风锤打眼人工装药放炮这关健工序。从统计资料看, 无论是全岩巷重型悬臂式掘进机, 或是全断面岩石掘进机 (TBM) , 都是在我国的大中型煤矿处于试验阶段。虽然全岩巷综合掘进机为试验阶段, 但代表了岩巷掘进技术的发展方向。随着科学技术的进步, 通过各大专院校、科研院所工程技术人员的攻关, 突破岩巷综合机械化目前存在的诸多不尽人意的地方, 如成本高、进尺低, 设备故障多等难题, 岩巷综合掘进机械象采煤机, 半煤巷掘进机那样能正常使用并能发挥效益, 是煤矿岩巷机械化的最终目标。

参考文献

[1] 瞿刚.综掘机司机 (机电) [M].北京:煤炭工业出版社, 2008

[2] 马新民, 钟光耀.煤矿机械[M].徐州中国矿业大学出版社, 1993

[3] 蔡春源.新编机械设计手册[K].沈阳, 辽宁科技出版社, 1993