快速掘进技术装备应用

2024-08-04

快速掘进技术装备应用（共10篇）

快速掘进技术装备应用篇1

随着协庄矿矿井单产水平的逐年提高, 矿井的开拓任务也逐年增加。而目前岩石巷道的施工方法仍主要以钻爆法为主, 大断面岩巷单进水平一般80m/月左右。

1 基本概况

山东能源新汶矿业集团协庄煤矿服务年限已超过50年, 2015年核定生产能力1.70Mt/a, 现矿井主要生产水平为-850水平, 为了保证正常生产接续的需要, 扩大可采储量, 延长矿井服务年限, 正在向-1100m水平延深。

-1100m水平一采石门位于-1100m延深水平, 属于该矿-1100m水平开拓延伸工程的重要组成部分。-1100m水平一采石门设计长度770m, 井下标高-1099.8m~-1098.14m。该巷道穿层掘进, 由十一层煤顶板施工至四层煤顶板。巷道形状为直墙半圆拱形, 巷道净宽5.4m、净高4.3m, 掘进断面24m2, 净断面20.5m2, 按真方位51°、3‰上坡进行施工。该巷道采用钻爆法施工, 喷、锚喷、锚网喷的二次支护工艺, 一次锚杆采用MSGLD-335/22×2700螺纹钢式树脂锚杆, 二次锚杆采用MSGLW-600/22×2400无纵肋高预紧力锚杆, 钢筋网采用φ8mm圆盘条编制的钢筋网, 锚杆间排距800×800mm。

2制约因素分析

(1) 该巷道穿层掘进, 局部围岩以页岩为主, 顶板较破碎, 支护环节多, 工序复杂。

(2) 人员配备偏少, 导致各工序之间出现顺序作业, 平行作业工序较少, 严重影响了施工的进度。

(3) 耙装效率低, 采用P-60B耙装机耙装出矸, 耙装机后与2.2t双底卸式矿车、5T电瓶车进行配套, 车场调车时间长, 严重压缩了装矸时间, 造成装矸效率低。

(4) 炮眼深度小, 循环进度低, 未采用中深孔爆破技术, 导致炮眼深度维持在1.6m左右, 单循环进尺1.5m。

(5) 一、二次支护衔接不紧密, 时间和空间关系不明确, 造成二次支护大量滞后一次支护, 降低了巷道的整体支护强度。

3 施工优化

3.1 设备机具保障

该工作面每班采用6部7665型风钻打眼同时施工上、下分层, 配备锚索钻机2部支护顶板, 使用2部P-60B扒装机配11.5k W电动滚筒连续装矸, 使用两部8T电瓶车配2.2m3双底卸式矿车快速运输, 两部喷浆机同时喷浆, 其他风动工具 (风炮、风镐、风煤钻) 相应配备齐全。

3.2 系统保障

出矸是掘进作业中耗时最长的一个环节, 出矸速度直接影响着掘进速度。目前工作面使用的P-60B型耙矸机, 其工作效率不能够满足出矸需要, 为此, 将原来的一部扒装机扒装出矸优化为两部扒装机扒装出矸, 将原来的扒装机搭接矿车的排矸模式优化为两部扒装机搭接两部二运皮带的出矸模式, 出矸时间由6个小时缩短为2个小时, 一次装车由原来的一个提高为一次装10个, 每班装车由40车提升为70车, 实现了快速出矸。

另外, 加强出、入车的协调, 保证装矸期间耙装机连续工作, 尽量避免生产班只铺道、移耙装机现象。

3.3 人员保障

一是制定切实可行的人员出勤保障制度, 确保施工人员数量充足, 通过研究分析各个工序的施工过程和工序衔接情况, 将施工人员优化为13人的最佳配备。其中:迎头打眼工兼做支护工和运料工, 共6人;电瓶车司机、耙装机司机、输送机司机及信号把钩工兼做后部打眼及支护工作, 共6人;专职爆破工1人。二是重新布置正规循环作业图表和劳动组织配备表, 最大限度的采用平行作业, 提高施工效率。三是严格按照“定人、定钻、定位、定责”的原则, 保证各工序、各环节的快速高效运行。

3.4 优化施工组织

严格按照正规循环作业方式, 优化施工组织, 利用井下有限的空间, 实现各工序平行作业。把握各工序间的关键环节, 打眼与装岩平行作业, 打锚杆、喷浆与掘进平行作业, 移耙装机与掘进平行作业, 一次支护与二次支护平行作业, 有效解决了各工序衔接不紧密的问题, 提高了巷道的整体施工速度。

3.5 技术保障

(1) 针对巷道穿层掘进, 局部岩性差的特点, 放炮前及时打安φ22mm×L2700mm超前锚杆, 增加超前锚杆的深度和可靠性;同时采用一次锚杆压φ6.5mm钢筋网, 二次锚杆压φ8mm钢筋网的双层网支护工艺, 顶板极其破碎时在初喷和打超前锚杆的基础上, 使用前探梁进行临时支护, 确保巷道的临时支护质量。

(2) 全面推广水泥砂浆药卷配中慢速树脂药卷的全长锚固技术, 加固深部软岩巷道支护, 增强支护体的抗剪能力, 提高顶板稳定性, 减少巷道修复工程量。

(3) 创新采用钢筋网横筋连横筋、纵筋连纵筋的联网方式, 增加钢筋网的整体承压性能, 提高支护强度, 保证巷道的整体稳定性。

(4) 积极研究中深孔爆破技术, 采用双楔形掏槽方式, 提高掏槽眼爆破效果, 同时优化炮眼布置方式及装药结构, 上下分层同时掘进, 单循环进尺由原1.5m提高至2.0m。

3.6 组织制度保障

(1) 推广应用工序流程化管理, 制定管理制度、实施细则、考核表格, 通过对现场实际操作的研究, 给每一道工序规定施工时间, 明确施工人员, 由下一道工序考核上一道工序, 对在规定时间内完不成规定任务的人员给予相应的处罚。

(2) 区队内部实行全面市场化管理, 制定合理的生产任务考核结算办法, 将目标进尺按班组、天数进行分解, 开展班组对标, 当日进行结算并在学习室内进行公布, 职工当天就知道收入情况, 实现多进尺、多收入。

4 效益分析

快六队由于采取了科学的施工组织方法, 科学管理, 大胆使用新技术、新装备、新材料和大功率施工机具, 有效地缩短了生产环节的工作时间, 提高了工作效率。-1100m水平一采石门2015年通过精心组织、优化工艺等措施, 平均月进尺达145m, 完成了山东能源新汶矿业集团“双效区队”创建的目标。

摘要：大断面全岩巷道施工受到诸多条件的制约, 如巷道高度大、循环进度低、出矸时间长等, 导致其施工速度较慢, 月进尺保持在80m左右。为了加快大断面全岩巷道的掘进速度, 我们从施工方法、出矸方式、劳动组织以及机具保障等方面进行了研究, 使大断面全岩巷道月施工进度达到145m。

关键词：开拓巷道,快速掘进,施工优化

参考文献

[1]张金柱.大断面隧道钻爆法快速施工[J].现代隧道技术, 2003, 10:11-16.

[2]张帅.大断面岩巷的快速施工[J].能源与节能, 2014, 5:157-158.

[3]张健.岩巷大断面炮掘快速施工技术[J].山东煤炭科技, 2014, 3:50-53.

快速掘进技术装备应用篇2

【关键词】煤矿；巷道掘进；快速安全；应用

近年来，我国的煤矿开采深度呈现逐年增加的趋势，由于矿井开采深度的增加所引起的瓦斯突出、瓦斯爆炸等矿井灾害也越来越严重，尤其是在综采矿井中，井下设备众多，一旦发生瓦斯灾害，损失将非常严重。在综采矿井中，设备占据了很大部分的巷道断面，使得巷道的有效通风断面比较小，因此，制定与综采工艺相适应的瓦斯控制技术迫在眉睫。

研究表明，综采矿井的瓦斯事故大多发生在掘进中的煤层巷道中，不仅严重影响了巷道的进尺，制约着煤矿的正常生产，也可能造成人员伤亡等事故。因此，对于综采矿井而言，治理瓦斯的重点是有效控制煤巷掘进过程中的瓦斯突出事故。在以往的煤巷掘进中经常使用的方法包括煤巷边掘边抽、掘进工作面迎头钻孔抽采、增多局部通风机数量及增大局部通风机功率等，虽然取得了一定的成效，但效果并不明显，瓦斯超限、局部小型瓦斯突出的现象仍然时有发生。本文根据矿井的地质条件，结合矿井的综合机械化技术，通过制定合理的煤巷掘进方案，并实施合理的通风方式，实现了双煤层巷道的安全快速掘进。

1.矿山巷道快速掘进技术推广的意义

巷道掘进存在较低的效率，未能充分将机械的作用得到发挥。其主要原因是由于配套能力低及不完善造成的。在巷道掘进系统中存在较多的配套环节，主要有：转载、支护、供电、运输、通风、降尘、供水等方面。在支护和运输中存在较大的工作量，对时间占据相对较多，因此应对该问题进行合理解决，进一步将掘进设备的潜能得到有效发挥。应结合地质条件对支护时间进行缩短，从而用锚杆支护的方法促使巷道支护的效果得到有效提升，有效的将工人的劳动强度得到降低，提升巷道掘进的速度。

2.某综采矿井煤层巷道的地质条件

某综采矿井煤层赋存条件稳定，厚度为3.8～4.5m。地质构造和水文地质条件比较简单，煤层直接顶为0.2～0.5m厚的含砂泥岩，老顶为中粗粒砂岩，厚度在5m以上，直接底为1.5～2.7m厚的灰色岩。矿井的绝对瓦斯涌出量为127.62m3/min，相对瓦斯涌出量为12.53m3/t，属于高瓦斯矿井。

为提高矿井的生产安全，煤层巷道采用锚网索+梯子梁支护形式，采用预紧力高强度低松弛锚索，锚索长度为6.3m，直径18.96mm，为提供高预紧力，采用规格为400mm×400mm×16mm大托盘。金属网片采用10号铅丝加工编制的经纬网，网孔为100mm×100mm。梯子梁选用直径为14mm圆钢加工而成。

煤巷帮部采用Φ22mm×2200mm的等强树脂锚杆，锚杆的锚固力不小于50kN，扭矩不小于70N·m，煤巷顶部采用Φ22mm×2400mm的等强树脂锚杆，锚杆锚固力不小于100，扭矩不小于80N·m。帮部和顶部锚杆的间排距均为800mm×800mm，托盘采用150mm×150mm×10mm的钢板。

3.双煤巷安全快速掘进新技术

通过对回采巷道掘进的应用是传统上的双巷掘进技术，对两条相邻巷道进行同时掘进，采用联络巷对两条巷道一定距离进行设置，从而实现巷道的贯通，对通风、行人、材料及设备的运输提供便利。为了使双煤巷掘进速度得到有效提升，通常情况下不应用传统的掘进方法，与煤矿层存在的稳定及简单的地质状况相结合，应首先在煤层中进行大断面巷道施工，再采用码垛的方式在大面段巷道中间进行划分，从而促使双煤巷形成。

3.1影响施工的主要因素

对矿井的掘进计划以及以往的掘进验收情况进行分析，巷道的掘进速度直达到要求的80%。而且工作面上下平巷进尺相差较大，工作面开切眼的准备工作难以进行，严重影响了工作面的整体准备效率，给工作面衔接带来压力。造成这种结果的主要原因如下：

（1）掘进巷道污风不能及时进入全风压回风巷，导致工作面瓦斯浓度较高，不敢加快掘进机的割煤速度。

（2）每条巷道不仅实现运料，而且能够满足运煤。在同一条巷道上进行主运和副运的设置，促使巷道的整体运输效率得到降低，从而提升巷道掘进的准备时间。

（3）在对联络巷进行掘进时，必须将主巷掘进进行停止，便于对风系统进行调整，导致出现回风巷与瓦斯排放掘进的进尺和胶带与运输巷道的辅助差距加大。

3.2安全快速掘进新工艺的施工方案

（1）沿采区的进、回风侧掘进大断面煤巷，交替在左、右巷的迎头、巷道帮部以及顶底板打钻抽排瓦斯，边掘边采。

（2）在巷道中间码垛，将巷道隔开，每隔一定距离留设联络通道，实现一侧进风一侧回风。

（3）在左巷顶板以及煤壁侧帮部打锚网，垛体一侧帮部架设锚网腿，为增加稳定性，采用塘笆背帮。施工过程中需要注意的是，锚网腿要插入顶板100mm以上，且锚网腿之间要设置3～4条拉条联结。

（4）滞后左巷15～20m刷右巷，在右巷顶板以及煤壁侧帮部打锚网，垛体一侧帮部靠近锚网腿处码垛，垛体外侧设置木挑棚加强支护。

（5）为了对掘进工作面的瓦斯管理的增强，掘进工作面的垛体滞后不能超出5m，为了将回风侧巷道中存在的隅角瓦斯浓度较大的问题得到有效解决，应运用挂风帘对其进行改善。

（6）如果遇到局部顶板比较破碎或者地质条件较差的情况，巷道可采用架U型棚的方法进行支护。

3.3方案的优缺点以及改进措施

采用这种方法掘进煤巷主要优点有：

（1）减少局部通风机的数量，甚至可以不用局部通风机，而且自然通风的好处是可以避免瓦斯积聚。

（2）左、右巷交替抽排瓦斯可以确保在巷道掘进过程中，掘进工作面的瓦斯浓度处于可控范围内，有效防止煤与瓦斯突出情况的出现的情况出现。

（3）较大的煤巷掘进迎头断面，对通风及顶板的管理提供便利。

（4）较大的工作面范围，在回风巷内污风直接进入，有效的改善工人的工作环境。

（5）与传统双巷掘进相比，掘进效率高于其两倍，掘进速度得到有效提升。

（6）在不同巷道中进行运料和运煤作业，有效的将安全隐患得到降低。

但却存在着较为严重的垛体漏风现象发生，在巷道掘进的过程中，在100m之内的范围，垛体的漏风量为10%。在200m以上，其垛体的漏风量达到20%～30%，其形成的原因主要是由于垛体内有较大裂缝存在。为了促使该问题得到有效解决，应在码垛时，采用塑料膜或泥浆铺设的方法对垛体间的裂缝进行铺设。若要进一步将漏风量得到降低，应运用高水快速凝固材料对垛体进行填充，当却存在着较高的成本。

4.结语

快速掘进技术在突出煤层的应用篇3

1 水力挤出方式的原理简介

(1) 高压注水时, 水的压强非常的大, 当其喷射到煤层上时, 强大的压力会使被喷射的煤体渐渐出现损坏, 因为在封孔器之外的煤体都不是双向受力, 所以在水流的冲击下, 煤体的弹性会逐渐释放, 此外, 媒体的应力和瓦斯的压力也会逐渐降低, 使得煤层在开采的时候更加安全和顺利。

(2) 水分顺利进入到煤层的细小缝隙, 水分的进入使的煤层变得更加潮湿, 大大降低了瓦斯从煤层中泄露的概率, 潮湿的煤体能够最大限度地将瓦斯吸附住, 使其不再异常活跃。水分的进入有效阻止了瓦斯两个状态之间了转化, 从而起到很好的封闭瓦斯的效果, 减少了安全事故的发生。

(3) 煤层中进入水分以后, 使得煤的力学性能有了很大变化, 弹性模数也随之减小。

2 工作面情况简介

8123工作面在f20断层北翼一道小石门以上至回风石门, 石门以西部分;走向长度108m, 倾斜长度39.1m, 地质储量6.8万t;根据九里山矿实际, 现布置为8123一面上小面、8123一面下小面开采, 现8123一面上小面正在回采, 煤层倾角30°~40°, 平均35°, 工作面范围内地面标高为-558.36~-542.36m;该工作面处于一宽缓的背斜构造, 切眼距离落差20m的f20断层30~60m。

3 水力挤出综合防突措施

3.1 水力挤出钻孔布置

(1) 钻孔按梅花状布置, 孔数5个, 孔径42mm, 钻孔两帮孔深8m、中间孔深7.5m;

(2) 钻孔倾角随巷道坡度而定 (见表1) 。

3.2 效果检验

(1) 效果检验指标:水力挤出采用单项指标瓦斯涌出初速度q值, q值临界指标为4.0L/min。测量气室的长度为0.5m。

(2) 效果检验孔位置分布:效检孔的位置分布在措施孔的中心位置, 效检孔的深度定为5m。

(3) 效果检验步骤:效检有一定的时间限制, 需在高压注水完毕2小时后再进行操作。

(4) 效检指标超限后采取的措施:效检指标q值在3.5m以内超标, 但不超过5.5L/min, 这种情况我们可以使用小直径排放钻孔技术, 即在不合格的校检孔周围均匀设置7到10个半径为2.1cm、深为8m、孔和孔之间的距离应为20cm的小孔, 不断的观察检测结果。当检测结果小于临界值后, 才可以开始掘进活动。在掘进活动中如若出现异常, 应立刻带人撤出, 并及时向相关部门做出反映。

效检指标q值在3.5m内达到或超过5.5L/min时必须立即撤人, 并限制任何人进入。让其释放8个小时之后, 观测无异常征兆时再进行下一次的校检。如果校检和原来一样, 则重复上次操作。在校检结果超标时期, 窝头50m以外不能继续施工, 以防止出现意外, 导致安全事故的出现。

3.3 注水参数的确定

注水压力是有严格规定的, 一般设定在8MPa和16MPa之间, 无论是高于这个范围还是低于这个范围都会使效果降低。在注水的过程中水的压力如果小于8MPa, 则可能是注水孔较浅高压水和媒体缝隙相通或是导水的过程中出现泄露现象, 从而压力过低;若注水压力大于16MPa, 并且在使用中压力没有降低, 导致这种现象的原因可能是因为封孔太深而不能挤裂煤体所致。当出现以上两种水压异常现象后, 要及时予以排查, 并尽快处理, 使注水活动能够顺利进行。

4结果总结

(1) 8123溜子道在进行了高压注水后, 煤壁出现了外移和缝隙。位移数值在10cm和20cm之间, 产生的缝隙数量在5条左右, 缝隙的宽度都比较的窄, 最大的为1.5cm。

为了考察注水措施的效果, 应认真比较注水前后每个循环的预测指标qmax的变化, 详细结果见 (表2) 。

从表2的前后对比数据中我们能够知道, 注水前的预测值和注水后的实际效果检验值差距非常的大, 注水后的实际结果都小于临界值, 该结果告诉我们可以直接对该矿进行掘进, 这样的掘进速度比原来的月进尺25m整整提高了一倍还要多, 达到了月进尺50m以上, 效果非常可喜。

参考文献

[1]于不凡, 王佑安.煤矿瓦斯灾害防治及利用手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2000.

[2]辛新平, 张长海.高压注水技术工艺及防突效果研究[J].焦煤科技, 2002.

岩巷快速掘进技术探讨篇4

摘要：为了加快岩巷快速掘进，解决接替困难，我们计划采取小断面快速掘进技术，在改进了开拓施工工艺的同時，矿上同时优化了其他方面的工作，比如物资材料的供应，风、水、电的保障，运输系统的有力保障，车辆的正常循环等。岩巷快速掘进有效地提高了河南能源化工集团公司红岭煤业公司的开拓单进和技术水平，为该矿岩巷快速掘进找到了一个新的方向。

关键词：岩巷；快速；掘进

1 概况

1.1 工程概况大巷煤柱上底板抽放巷设计长度636m，掘进目的是预抽大巷煤柱上顺槽煤层条带瓦斯，消除突出危险，为大巷煤柱工作面上顺槽掘进做准备。

1.2 地质概况地质构造简单，区内为一向斜，但受局部地质构造的影响，存在小断层。该巷岩性为泥岩、细粒砂岩，局部为细粒砂岩，泥岩致密块状，比较稳定。

1.3 支护参数大巷煤柱上底板巷为直墙半圆拱锚网支护，净宽3.5m，净高3.2m，净断面为9.9m2，掘进断面为10.7m2。车场断面净宽4.2m，净高3.2m，净断面11.5m2，掘进断面12.7m2。

2 实施方案

2.1 优化劳动组织，合理配置人员采用“组合式”搭配法，在全队生产班组中，组合精干人员和熟练工，对掘进、顶锚、帮锚、打锚索及后巷运输人员集中分组，重新组合，确保人员组合最优，班组力量平衡，解决了人员配备不合理，合作不默契而影响生产进度的问题。对专业较强的打眼、装药、打锚杆、耙矸、喷浆、机电维修等工作，实行定人、定岗、定位、定责任制度，严禁混岗，以提高操作水平和工程质量，确保安全生产。对专业不强的推车、拌料及环境整治等工种，实行一职多能，一岗多用制度，提高工时利用率。同时每班有一名副队长以上干部现场跟班作业，加强现场管理力度，平衡解决现场出现的问题。

2.2 优化施工工艺，提高工作效率队内自我加压，狠抓管理，通过采取正规循环、平行作业、加强劳动组织等措施来推进并实施了“一掘一锚四平行”岩巷快速掘进法一掘一锚，即，每小班完成打眼爆破、循环进尺内完成锚网工序，不留尾工实现每班一个正规循环。四平行：一是工作面打眼与后路出矸平行；二是工作面三台凿岩机平行打眼；三是顶部锚网支护与后路帮锚支护平行；四是锚网支护与后路出矸平行。在有限的时间和空间上实现多工种、多工序平行作业，以加快掘进速度，提高单月进尺，提升工作效率。

2.3 优化运输系统、保证矸石及时运出由于该地区运输环节多、线路长，车辆供应相对紧张，要想实现快速掘进，首先要解决车辆供应和运输问题，保证矸石可以及时外运，物料能够及时供应。为解决该问题，矿领导及科室立即组织召开了专题会，优化巷道设计，并制定了专项运输管理办法。一是，加大对运输队的考核，通过对车辆供应定时间、定数量、定责任人的考核方式，确保矸石的及时外运和物料的及时供应，区队料车卸车时间不得超过2个小班；二是，在大巷煤柱上底板巷铺设了2个车场，车场存有空车，保证出矸不受影响；三是，制定严格的考核制度，设专人出矸，比如每班出矸以30车为基数，多一车奖两车，少一车扣两车。

2.4 严格现场交接班，保证施工时间采取措施确保现场快速交接班，为施工进度赶时间。首先是值班人员要在班前会前，提前科学合理的安排好下一班工作事项，做到超前布置，使员工清楚了解本班的工作内容及需要做的准备工作，做到人人都为生产超前准备，做足准备。

2.5 抓光爆，保质量、促进尺严抓验收员考核制度，确保验收员发挥实效，由验收员延送中腰线、画轮廓线、点眼位，实行打眼、爆破责任制，验收员和安检员、放炮员对打眼及爆破质量进行联合监督。

2.6 超前设备检修，确保正常生产超前维护，快速检修，减少机电影响时间。在设备闲置时间，机电工必须对设备进行全面检查维护，需要维修设备保证在闲置时间内维修达到正常运转水平，如掘进时对锚杆机、凿岩机和管线超前检查维护，打锚杆期间对风钻进行擦拭和更换易损件等。在掘进期间必须保证不少于5部风钻、3部锚杆机正常使用，以减少因机电设备检修不到位影响生产，确保生产零影响。

2.7 精细分工，责任明确工作区域实行分块管理，跟班队长负责安全生产和现场工程质量及隐患整改工作；验收员负责现场工程质量管理；正班组长负责迎头掘进生产工作；副班组长负责出矸、打水沟及后路的文明生产工作；机电工负责设备的检修及更换工作；材料运送实行专人负责供应，每班必须备足下一班的生产用料，确保每班的正常生产。通过精细化的分工，形成责任明确、各司其职的管理状态。

2.8 加大激励机制为提高工人的积极性，龙山公司和区队建立两级激励考核机制，深挖内部潜能，开展形式多样的劳动竞赛，搭建赛马平台，充分利用经济杠杆调动工人积极性。

2.9 搞创新、提功效在采用“一掘一锚四平行”快速掘进的同时，我们对巷道设计、支护工艺以及施工工具等方面进行了改进和创新，节约劳动时间，提高了工作效率。

3 效果、效益

该矿自使用综合开拓新技术以来，取得了丰硕的成果，以2014年6月份开拓进尺与去年同期相比：

6月份月单进尺

[巷道名称＼&净断面（m2）＼&支护方式＼&月进尺＼&大巷煤柱底板巷＼&10.2＼&锚网喷＼&70＼&]

7月份月单进尺

[巷道名称＼&净断面（m2）＼&支护方式＼&月进尺＼&大巷煤柱底板巷＼&9.9＼&锚网喷/锚网＼&90＼&]

8月份月单进尺

[巷道名称＼&净断面（m2）＼&支护方式＼&月进尺＼&大巷煤柱底板巷＼&9.9＼&锚网＼&110＼&]

从以上表格可以看出，在改进了施工工艺后，正常月单进尺均提高了57%。

4 结束语

在采取以上措施后，小断面快速掘进的研究得到了顺利实施，在改进了开拓施工工艺的同时，矿上同时优化了其他方面的工作，比如物资材料的供应，风、水、电的保障，运输系统的有力保障，车辆的正常循环等。岩巷快速掘进有效地提高了该矿的开拓单进和技术水平，为该矿岩巷快速掘进找到了一个新的方向。

煤巷快速掘进技术研究与应用篇5

我国煤炭产业当前正处于蓬勃发展时期, 随着煤炭技术水平的日益完善, 已建设完成了一批又一批高产高效矿井。煤矿发展新时期下, “合理生产, 三高两好矿井” (布局合理、生产集中、机械化程度高、产量高、效益高、安全好、效益好的矿井) 成为追求的主流, 而煤巷掘进是煤炭开采过程中常见的技术手段, 也是矿井高产高效的关键影响因素之一, 煤巷掘进速度的快慢、技术水平的高低将直接制约工作面采掘工作, 影响矿井的生产效率。因此, 探求速度更快效率更高的煤巷掘进技术引得越来越多的关注。

1 煤巷掘进技术的应用现状

自我国对矿井建设进行改革, 将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中以来, 煤巷掘进在井巷工程中的比例日益增长, 到现在为止约占总掘进巷道的70%左右。目前, 我国煤巷掘进方式分为三类:其一是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线, 即煤巷综合机械化掘进 (综掘) , 它推行范围广, 在我国大部分煤矿产业中都有运用;其二是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线, 在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯地区进行了应用;其三是掘锚机组掘锚一体化掘进, 仅在一些矿区进行了使用, 还没得到有效推广。

目前, 我国的煤巷掘进技术已发展的越来越成熟, 但是相对于一些其他国家还有一定的差距, 在很多方面比如掘进机械、掘进工艺、掘进速度、煤巷技术管理等还存在很大的发展空间。尤其是当前煤采需求越来越大, 煤巷掘进要紧跟煤采的步伐, 煤矿开采深度不断增加、难度不断加大, 煤巷遇到打大断面、过断层带时有发生等等, 这给快速掘进技术带来了更大的挑战, 可见我国在煤巷快速掘进技术领域还有很长的一段路要走。

2 煤巷快速掘进技术的影响因素

制约煤巷掘进速度的条件很多, 综合分析国内煤矿产业掘进过程中遇到的问题, 可以总结以下几方面的影响因素:

(1) 外在条件。我国地大物博, 地质复杂多样, 各煤矿地质条件或多或少均不一样, 气候条件也各有不同, 这就导致掘进技术应用受到限制、掘进时间受到制约, 使得不同时间不同地域的煤矿产业不得不针对煤矿特有的外在条件探索最相适应的掘进技术, 探索过程越长, 掘进速度越慢。

(2) 掘进技术自身的缺陷。比如综掘方式, 掘进机与单体锚杆钻机配套作业, 但两者分体工作, 就会导致时间不能合理分配、充分利用, 而且综掘技术中支护作业复杂困难, 支护与顶板条件联系紧密, 顶板差, 支护安全性就差, 就会降低掘进速度。

(3) 设备机械化水平。设备运行的稳定性、机械化程度直接关系掘进速度的快慢, 煤巷掘进工作是一项系统性要求很高的工作, 破岩→装岩→运输→支护整个过程都要相互配合紧密, 各阶段设备工作状态是否良好、机械化水平高低状态, 直接影响掘进速度。倘若煤矿引进新设备, 操作人员对新设备还需要一段的适应期, 这样就会浪费时间, 严重的还会导致各项工作衔接出现不连贯性。

(4) 施工管理。首先是施工组合流程, 根据掘进具体工艺要求, 合理组织施工流程, 可有效提高掘进速度;其次是生产管理, 施工人员没有经过岗前培训、作业人员对工序流程不熟悉、生产管理制度不健全等, 都会导致工作人员态度散漫, 影响掘进速度与质量。

3 提高煤巷掘进速度的技术措施

(1) 选择合适的掘进设备。掘进设备是煤巷掘进技术中必不可少的, 首先是掘进机, 掘进机选取的是否恰当直接影响到煤巷的掘进速度和煤矿的产量效益。选取掘进设备时, 要根据煤巷所处的地质条件、工作环境选择合适的掘进机。比如煤巷掘进过断层带时, EBZ200掘进机因为自身的机器性能稳定、爬坡能力强、破岩能力好、循环进度快等优点, 相比于EBZ-160型掘进机而言更具有可选择性。其次是运输机, 运输机与掘进机自成一体, 两者共同组成了一套完整的综掘体系, 运输机的选取要与掘进机相适应, 起到相辅相成的功效。此外, 还应加强连续采煤机的采用, 使之与锚杆支护配合作业, 提高掘进速度。

(2) 支护优化。支护作业是掘进中的重要一环节, 传统的综掘工艺中, 掘进机与锚杆机分开工作, 采用人工打眼, 浪费人力物力, 耗费时间且效率低。因此要尽可能地推进掘锚一体化技术, 使用现代掘锚机, 使掘进作业与支护作业同步进行, 保证快速高效进行掘进工作。而且在煤巷的综掘技术中, 巷道支护作业受顶板条件的约束, 在顶板条件比较有利的情况下, 可以合理适当加大锚杆的距离, 缩短施工工期;在顶板条件不利的情况下, 可将顶板两帮加固, 采用补打高强锚杆挂网来加强支护, 起到支护优化的作用。

(3) 优化工艺流程。在煤巷的综掘技术中, 首先要进行巷道的整体检测, 视察巷道中突发情况如存水、坍塌等, 做好掘进前的探测工作, 同时在掘进作业过程中, 要了解各工作面的现状, 以免作业过程中遇到突发危险不能及时应对, 耽搁掘进进程。掘进过程中, 要保证破岩、装岩、运输、支护配合紧密, 有条不紊的进行每一环节, 制定科学有效的掘进流程, 并在作业过程中学会随机应变, 不断进行优化。

(4) 科学化管理。前面已经提到, 生产管理是影响掘进技术速度的因素之一, 生产管理要做到科学化, 首先是对工作人员培养科学化, 即加强培训、提高其作业技能, 使其能够沉着应对各种危机;其次是对管理制度的制定要科学化, 施工组织要合理有序, 掘进制度科学有效, 掘进设备管理妥当, 使煤巷掘进技术中人员分工合理, 作业交叉有序。

4 结论

综上所述, 随着煤矿产业的发展, 快速有效的巷道掘进技术得到越来越多的推广, 在了解煤巷掘进技术的应用现状, 把握地质条件、掘进设备选择、支护作业、施工管理等掘进速度的影响因素的基础上, 不断寻求提高巷道掘进速度的新方法新技术, 将会为巷道掘进创造出更好的应用前景。

参考文献

[1]胡文强, 赵有功.采用综技术实现煤巷快速掘进[J].科学之友, 2008 (01) .

[2]柴敬, 张征, 高习海等.石嘴山二矿煤巷综掘技术[J].2007, 35 (04) .

岩巷快速掘进技术在新河矿的应用篇6

1 工程概况

新河矿井是目前河南煤业化工集团焦煤公司唯一的基建矿井, 2008年3月开始建设, 设计生产能力年产60万吨。12采区轨道运输上山是-504水平12采区主要运输大巷, 其主要功能为构建12采区生产运输能力, 巷道全长998.82m, 其中坡度为18°长40m, 坡度为14°长52.08m, 坡度为9°长215.59m, 坡度为11°长641.15m, 上平道长50m, 巷道断面为直墙半圆拱形, 规格为4300mm×3650mm。该掘进工作面主要岩性为中粒砂岩。巷道采用锚网喷支护, 锚杆间排距为800mm×800mm, 误差不大于100mm。拱部锚杆锚固力不小于120kN, 预紧力矩不小于200N·m;帮锚杆锚固力不小于100kN, 预紧力矩不小于150N·m。打锚杆时拱基线以上拱部及两帮直墙部分均铺设金属网片, 金属网规格2000mm×1000mm, 网格100mm×100mm, 搭接100mm, 间距200mm采用14#铁丝双股绑扎。喷砼厚度150mm, 喷砼强度等级为C20。

2 施工方法

2.1 设备及工机具配备

YT-28型凿岩机6台, MQT-130J锚杆机1台, P-90B型耙斗装岩机1台, PZ-5B型喷浆机2台 (1台耙矸机后复喷使用) , JD-4型绞车两部, 风镐3台。

2.2 劳动组织

巷道施工采用“三八”制作业形式。两掘一喷, 每天三班一个循环, 循环进尺3.6m, 平均日进3.6m。当遇到地质条件发生变化, 如遇软岩、断层、破碎带等时采用一掘一喷。

2.3 工艺流程

优化传统施工工艺流程, 科学组织, 实现最大限度地安排平行作业。由技术负责人现场跟班, 现场检查工序间的衔接情况, 摒弃窝工现象, 测试优化后各工序的耗时。进现场优化调整后正规循环为[2]:

“采用光面爆破法施工, 打上部眼 (出矸) →耙下部矸→打下部眼 (出矸) →打帮锚 (出矸) →连线装药→爆破→打顶锚 (出矸) →初喷”。

完成上述工序视为一个循环。

2.4 作业方式

两掘一喷为一个循环。若地质条件发生变化, 遇软岩、断层、破碎带等时, 采用一掘一喷。锚网喷支护时, 采用初喷紧跟迎头的支护方式。喷砼厚度150mm (根据施工情况可调整为分次喷砼) 。

为了保证正规循环作业的完成, 掘进工作面施工作业必须合理安排工序, 工序与工序之间尽量做到交叉进行、平行作业, 以充分利用工作时间, 提高工时利用率。 (表1为支护参数表) 。

3 实现快速掘进的关键环节

3.1 内部市场化管理

内部市场化管理是企业管理的根本, 是焦煤公司迅速发展的法宝之一, 将内部市场化管理机制推向班组、个人, 强化了职工的成本意识。

3.1.1 细化职责, 加强考核。

在矿内部市场化平台的基础上, 施工单位加强精细化管理, 细化考核单元。材料消耗被纳入市场化机制, 实现“区队对班组、班组对个人”考核, 形成了人人有指标的管理模式。在配件消耗上, 设备、工机具包机到人, 编号管理, 建立考核台账。对维修配件费用消耗进行考核, 由区队考核班组, 班组再考核到个人。

3.1.2 做好成本管控和源头管理。

区队成本管控, 关键看工作现场。为严控成本, 该区队从岩巷光爆、顶帮锚间排距管理入手, 严格成本管控。从施工工艺等源头上, 每个班组都严格控制材料投入, 努力降低生产成本;在管理细节上, 确保每个班组都做到精细化管理, 提高工效。

3.2 激励机制

(1) 开展劳动竞赛, 加大奖励力度, 建立系统的激励机制。 (2) 严格“多劳多得”制度, 控制各工种循环作业流程, 提高班组内单工种工效, 各工种协作配合, 班组之间形成“比一比, 赛一赛”的势头。

3.3 现场管理

3.3.1 加强爆破质量管理。

(1) 制定了爆破实施管理办法, 明确爆破终端责任人负责实施工作。 (2) 根据岩性情况编制了爆破图表及实施措施, 并根据岩性变化及时调整爆破参数, 要求现场操作必须严格按照规定的爆破图表施工。 (3) 实行“三定”打眼, 即定人、定区域、定责任打眼。由于工人所施工的炮眼位置相对固定, 也有效地保证了炮眼的质量, 便于追查处理炮眼出现质量问题。 (4) 建立爆破后分析总结制度, 详细记录每个循环各个工序具体情况, 便于进行分析和总结经验。

3.3.2 加强顶板管理。

由于循环进尺的增加, 最大控顶距较大, 所以, 必须加强顶板管理, 防止冒顶。

3.3.3 合理加大工序间平行作业时间。

各工序间能够平行作业, 是快速掘进的关键。通过对断面岩巷锚网喷支护的各道工序进行分析, 查找各道工序之间的相互衔接关系, 力争做到最大限度的平行作业。

(1) 迎头打眼。风水管 (软管) 吊挂在帮部, 导向滑轮挂在距迎头10m处平行出矸。滑轮向前3m内不得有人, 专人负责并拉上警界绳, 防止迎头施工人员误进入扒矸范围内。 (2) 迎头喷砼。管路 (软管) 挂在帮部, 导向滑轮挂在距迎头10m处平行出矸。 (3) 迎头10m范围内倒矸时耙矸机后拌料, 整理文明环境卫生。 (4) 敲帮问顶时准备锚杆机、风镐、凿岩机及支护材料。 (5) 确保矿车供应充足, 耙矸机前矸石及时排出, 力争无积矸, 实现挪移耙矸机时不停掘。

3.3.4 确保出矸系统顺畅。

掘进工作面采用“倒拉牛+中转车场”的出矸系统, 实现连续出矸。其出矸系统是:工作面→耙矸机出矸 (倒拉牛提升) →中转车场→轨道上山→轨道大巷→副井→地面。

4 施工情况

自2011年3月开始施工, 至2012年1月底, 累计进尺999m, 平均月进尺91m, 工效为1.2m/ (月·人) , 实现了快速、高效地施工。

5 结语

经过“两掘一初喷+复喷”的施工工艺、强化平行作业管理, 优化劳动组织、加强爆破技术、提高了工效, 降低了成本投入, 对提升钻爆法岩巷单进水平具有重要作用, 具有科学性、实践性, 经济效益明显, 有较好的推广应用价值。

摘要：巷道快速掘进就是采用合理的掘进破岩、装运和支护技术, 科学管理各个施工工序, 使得管理优势得到充分发挥、人力资源得到合理使用、各类设备保持有效的运转。新河矿根据施工地点围岩状况优选了“两掘一喷”与“一掘一喷”相结合的施工工艺, 优化劳动组织, 保证了生产组织的良性推进, 实现了岩巷炮掘单进水平的提升。

关键词：岩巷快速掘进,劳动组织优化,循环作业

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, 35 (4) :1-10.

[2]梨树煤矿岩巷快速掘进工艺, 建井技术, 2012, 4 (中) :63.

快速掘进技术装备应用篇7

目前, 国内钻爆法施工岩巷机械化装备主要有气腿式凿岩机和耙斗装岩机、全液压钻车和挖掘式装载机。前者施工工序多、速度慢、超欠挖量大、安全性差[1], 掘进速度一般为70 m/月左右;后者掘进速度一般为100 m/月左右。五阳煤矿80胶带运输巷采用全液压钻车配挖掘式装载机作业、光面爆破技术, 月单进由60 m~70 m提升了到120 m以上。

1 工程概况

80采区是五阳煤矿新采区, 80采区胶带运输巷为该采区主要运煤通道, 巷道设计为直墙半圆拱形, 2°腰线, 断面规格为5 300 mm×4 800 mm, 掘进断面为22.4 m2, 排距为1.2 m。Φ22 mm锚索布置方式为5-0-5, 2.4 m锚杆每排13根。巷道在3#煤层顶板中掘进时将揭露Ⅶ、Ⅷ、IX砂岩含水层。预计巷道正常涌水量为6 m3/h左右, 最大涌水量为22 m3/h左右, 巷道采用锚网喷支护。

2 配套掘进装备

采用“液压钻车钻爆+挖掘式装载机出矸”配套, 装备主要为:CMY2-27型液压钻车、ZWY-150/55L型挖掘式装载机、MQT-130/3.0型锚杆机、SJ-80型胶带输送机。

3 实现快速掘进的关键环节

3.1 施工工艺

由技术员现场跟班写实, 优化工序间衔接, 进行工时测定。结合矿井实际情况, 经试验论证后, 将正规循环定为:打全断面眼→连线装药 (断面下部) →爆破 (断面下部) →出矸→延长皮带机尾→连线装药 (断面上部) →爆破 (断面上部) →临时支护→永久支护, 完成这些工序为1个循环, 1个循环2.4 m。其中还实现了在打设炮眼的同时补打巷道帮网, 工作面支护的同时进行出矸作业, 工序间实现平行作业, 节省工时, 提高掘进效率。

3.2 爆破技术

准直眼强力掏槽技术设计原则为:

a) 槽口宽度。根据掏槽炸药单耗和炮孔深度设定;

b) 槽底宽度。根据炮孔深度的10/100~15/100向内倾斜来确定;

c) 掏槽眼间距。根据掏槽炸药单耗及槽底宽度来确定。准直眼掏槽适用于各种岩层, 并能获得较好效果;所需掏槽眼数目较少;方式简单, 易于掌握和实现多台钻机作业和钻眼机械化;炮眼深度受巷道断面限制较小, 当炮眼深度改变时, 掏槽布置和装药量稍作改变即可;有较高的炮眼利用率;爆破后岩石抛掷距离小, 较为集中, 对附近设备易防护管理[2,3]。

准直眼掏槽炮孔布置图见图1。两侧布置3个准直眼掏槽炮孔, 炮孔稍微倾斜, 炮孔与工作面夹角为80°~90°, 它们作为主掏槽孔, 集中了掏槽的大部分炸药量, 使用1段雷管, 先起爆;中心5个炮眼为直眼掏槽炮孔, 它们作为辅助掏槽孔, 使用2段雷管, 后起爆。起爆后, 1段炮眼的装药将对其所包围的岩体进行破碎, 将靠近自由面的岩石抛出, 只剩下下部一部分岩石抛不出去, 但这部分岩石在爆炸作用下将受到损伤, 其中的节理和裂隙会得到扩展, 为2段炮眼孔下部装药爆破提供了自由面和有利条件, 掏槽机理图见图2。

3.3 配套快速掘进装备

快速掘进装备主要体现在液压钻车和挖掘式装载机。

打眼采用CM2-27型双臂液压钻车, 钻车的特点是结构紧凑、车身宽仅1.2 m、节约能源、噪音低、功能多、效率高[4]。

全断面设计眼数80个, 单眼深度为2.4 m, 眼深总计192 m, 每悬臂需打设钻眼96 m, 钻进速度平均1.2 m/min, 系数取0.7, 则每循环打眼耗时计算如下:96×0.7/1.2=114 min, 取120 min。

ZWY-150/55L防爆型履带式挖斗装载机是一种连续高效装载机器, 可全断面装岩, 装岩工序一般占循环时间35%~50%, 因此, 装岩能力大小直接影响岩巷月进度高低[5,6]。

ZWY-150/55L挖装机装岩排矸时间计算:每循环进尺2.4 m, 松散系数取2, 则每循环矸石共计108 m3, 装岩机设计能力150 m3/h, 实际装岩能力为设计能力的25%左右, 取45 m3/h, 则108/ (150×0.25) =2.8 h, 取3 h。因此, 能在3 h内能出完1个循环矸石量, 提高了掘进效率。

4 结语

大断面岩巷快速掘进技术在五阳煤矿应用后, 月单进提升了40%左右, 在很大程度上缓解了采掘衔接压力。

通过试验研究和实践应用得出结论:提高爆破技术、提升装备配置、优化施工工艺和劳动组织, 就能提高工效、降低成本投入, 有较好的推广应用价值。

另外, 掘进队组需加强班组建设, 加强技能人才培养, 提升职工综合素质, 解决制约掘进效率的人为因素, 将设备和工艺的潜能发挥到最大。

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, 35 (4) :1-12.

[2]单仁亮, 周纪军, 黄宝龙, 等.巷道掏槽爆破影响因素分析[J].煤炭科学技术, 2010, 38 (2) :22-26.

[3]东兆星, 王树仁.掏槽方式及掏槽参数的优化研究[J].爆炸与冲击, 1998, 18 (4) :380-388.

[4]吕增深.发展岩巷机械化作业线实现岩巷快速高效施工[J].建井技术, 1996 (6) :8-12.

[5]王宏.国外巷道掘进施工技术及发展趋势[J].中国煤炭, 2000, 26 (4) :51-59.

快速掘进技术装备应用篇8

关键词：千米钻机,成孔距离,轨迹,高效

1 前言

中煤能源鄂尔多斯分公司母杜柴登煤矿是中煤蒙陕亿吨级煤炭基地的主力矿井之一, 一期工程设计生产能力为6.0Mt/a, 二期设计生产能力为10.0 Mt/a, 现处于矿井建设阶段尚未正式投产, 井下主要掘进巷道为首采30201工作面的2条回风巷和2条运输巷, 30201工作面长度为3500m, 宽度为240m, 设计生产能力为4.2 Mt/a。威胁该工作面的主要含水层是3-1煤与2-2中煤之间的延安组砂岩孔隙裂隙承压含水层以及直罗组底部中粗砂岩孔隙裂隙承压含水层, 现已施工的3-1煤顶板超前探水钻孔, 实测单孔最大涌水量达到220m3/h, 最大水压达到3.8MPa;因此巷道掘进阶段的超前探水工作在巷道快速掘进、安全施工方面显得尤为重要。母杜柴登矿是全机械化生产的现代化矿井, 并在超前探水中大胆引进了千米定向钻探技术, 已累计完成8个钻孔, 钻进进尺4056m, 取得了良好的效果。

2 ZDY6000LD钻机介绍及应用

2.1 钻机各部分介绍

ZDY6000LD钻机最大扭矩6000N·m, 最大驱动力180k N, 配套Φ73mm中心通缆钻杆, Φ96mm平底烧结胎体式PDC钻头和Φ153mm、Φ193mm扩孔钻头;同时配备YHD1-1000随钻测量系统, 该系统可随钻测量钻孔倾角、方位角及螺杆钻具面向角等主要参数, 可实现钻孔参数、钻孔轨迹的即时显示, 便于施钻人员随时了解钻孔施工情况。

2.2 钻探施工

(1) 钻孔设计和钻场布置

根据钻孔用途、钻具所允许的弯曲强度、钻孔类型以及实际的地质状况设计钻孔, 钻场均利用联络巷进行布置, 钻场尺寸设计为6.5m×5.5×2.5m。母杜柴登矿已先后分别在30201工作面1号和2号回风巷中间利用回风联络巷施工钻场4个, 成孔8个, 钻进深度单孔580~708m。

(2) 钻进

开孔:首先依据设计的钻孔倾角和方位角, 用Φ96mm钻头开孔至孔口管埋设深度;

扩孔:再用Φ153mm钻头第一次扩孔到孔底, 接着用Φ193mm钻头第二次扩孔到孔底;

固管:埋设孔口管并进行注浆固管, 待凝固后进行定向钻机;

钻进:使用Φ96mm定向钻头+Φ73mm螺杆马达+Φ76mm下无磁钻杆+Φ76mm测量探管+Φ76mm上无磁钻杆+Φ73mm通缆钻杆+Φ76mm水鞭, 利用泥浆泵产生的压力水进行定向钻进, 并根据实际情况每前进一段距离, 测量一次钻孔倾角、方位角和工具向角及时参照设计调整钻探轨迹。

(3) 取得效果

千米定向钻机从投入使用到现在, 在4个钻场共完成8个钻孔, ZDY6000LD钻机在岩层中钻进的最长距离708m, 包括钻机搬家、钻场硬化、孔口管埋设等共耗时11天, 保证安全掘进678m, 取得良好的实际效果, 并消除了探水时间和掘进的接续矛盾。

3 千米定向钻探技术应用效果分析

3.1 钻探作业可与掘进同步进行

常规钻探方式在探水作业期间, 要求将钻机稳固在掘进工作面, 掘进设备必须退后10m范围, 并且在探水作业期间, 掘进作业无法正常施工、只能停工, 这极大的束缚了高产高效掘进设备的生产能力。

千米定向钻探的钻场布置在掘进工作面侧后方, 由于钻探轨迹可控, 在掘进工作面后方开孔后, 可控制钻头绕行到掘进工作面前方探水区域, 再继续前行探水, 探水作业与掘进作业同步平行进行、互不影响, 保证了快速掘进, 释放了高产高效掘进设备的生产能力。

3.2 单孔成孔距离长

目前常用的常规钻探技术单孔成孔距离一般为130m, 超前距30m, 有效超前探距离仅为100m, 每掘进1000m则需要搬迁钻机10次, 频繁的搬迁增加了作业人员的劳动强度, 降低综合作业效率。

千米定向钻探单孔平均成孔距离为500m (最低钻进深度) , 平均每掘进1000m只需要搬家2次, 增加了综合作业效率。

3.3 提高功效降低成本

常规钻机和千米定向钻机每次钻探均要根据水头压力、岩性情况施工相同长度的孔口管, 消耗的管材、注浆固管材料、每次钻探后留设的超前距都是一样的, 这样常规钻机钻探距离短, 搬家、固管的次数多, 正常钻探前的准备时间多, 造成了施工成本高, 耗费时间长, 不利于快速高效掘进设备潜能发挥。

3.4 钻探轨迹可控性高

常规钻探技术因为没有准确的定向系统, 而无法准确控制钻孔轨迹, 实际轨迹与预想轨迹偏差较大, 产生了比较多的无效钻探距离, 甚至可能出现钻孔导通含水层的现象。

千米定向技术在进行探水钻孔施工时, 利用钻机的定向造斜纠偏功能, 通过测量系统精确测量, 利用电脑软件的分析处理, 可及时控制钻头及钻进轨迹。并且可对物探探测的异常区域进行精确靶区探测。

3.5 探测有效区域大

常规钻探技术由于轨迹不可控, 探测区域可能不都在影响巷道安全掘进的范围, 造成大量无效探测。

千米定向钻探技术由于钻探轨迹精确控制, 可对影响巷道安全掘进的所有范围进行准确探测, 不会超出目标探测范围, 所有探测区域均有效。

3.6 补充精确的地质资料

常规钻探技术也可以提前揭露地质构造, 补充地质资料, 但由于钻探轨迹位置不可知, 所以不能精确说明揭露的地质资料的准确位置。

千米定向钻探技术, 钻探轨迹的每一点坐标都可准确测得, 对于揭露的地质情况, 可以进行精确描述, 详细地补充了地质资料。

3.7 钻探作业安全性高

常规钻探技术若发生孔底压力, 则会造成突然退钻, 容易给作业人员和设备带来伤害。

千米定向钻探技术在钻进过程中, 始终保持夹持器夹紧状态, 当发生孔底压力时, 避免发生突然退钻事故, 提高了钻探作业的安全性。

4、总结

煤巷快速掘进技术实施方案篇9

关键词：快速掘进支护优化安全高效

1 马堡煤业有限公司煤巷掘进概况

随着采煤机械化程度的提高，工作面的日推进度大大加快，就造成采掘接替日益紧张。为了缓解采掘接替紧张局面和提升煤巷掘进单位水平，公司决定有针对性地做好煤巷快速掘进工作，减少煤巷掘进过老巷、沿空送巷期间对巷道掘进速度的影响，实现煤巷快速掘进和安全高效生产目的。

2 影响煤巷掘进主要问题浅析

通过对矿井进行调研分析总结出煤巷掘进目前存在的主要问题，以便针对问题提出整改措施来实现煤巷快速掘进。①新掘巷道受动压影响较严重，现有的支护方式不能保证已掘巷道的正常使用，返修率高。②巷道支护存在问题，对于大断面来说，巷道支护方式对施工组织安排对掘进速度有较大影响。③断面大时，采用简单的前探梁临时支护控制顶板面积小且工艺较复杂。④掘进机开机率低，无法充分发挥掘进机的能力。⑤正规循环组织不太合理。⑥煤巷掘进过老巷、沿空送巷时顶板控制、有毒有害气体等影响。⑦员工素质低下，工程质量无法保证。

3 提高煤巷单进措施

结合马堡煤业有限公司煤巷掘进存在的问题，提出以下针对性措施，为提高煤巷单进提供保障。

①抓好科技攻关工作。矿井要通过各种途径学习和借鉴支护新技术、新工艺、新材料，并敢于试验和推广支护新技术、新工艺、新材料的应用，提高支护强度和管理水平，杜绝回采巷道重复维修现象。

②抓好设计管理。煤巷快速掘进从设计抓起，各级管理干部要高度重视设计工作。设计人员要有针对性分析，以此选择合理巷道层位和支护方式，在保证支护质量的前提下，兼顾经济因素，确保设计方案符合实际并正确指导安全施工。

③抓好施工现场顶板管理。掘进工作面过老巷、沿空掘进时顶板易发生片帮、冒顶事故，掘进前可通过打设木穿杆、铁穿杆、加大背木规格、缩短支护棚距，缩小支护断面、提高金属支架型号等措施，提高支护强度，并可考虑使用加固材料等技术创新，确保煤巷掘进过老巷和老空区的顶板安全。

④抓好煤巷支护优化改革。支护优化改革是马堡煤业有限公司目前需要解决的难题，确定煤巷支护方案，就需要消除前掘后修现象，除现有支护形式外可采取松帮卸压、留设让压空间、撑梁加固、柱腿锚杆、U型棚双柱腿等多方面探讨研究、试验和应用，各矿要收集这方面的资料和经验，从技术上、经验上找出解决的办法。

⑤抓好施工组织管理。加强煤巷施工组织管理，依靠提高单进保证生产接替需要。一是生产口要与通防部门密切结合；二是要求各级管理人员紧盯施工现场；三是加大现场管理督查力度，确保煤巷掘进安全生产。

⑥抓好机电设备管理。狠抓机电设备的管理，要求矿井加强和完善设备检修与日常维护制度，引入正规检修保养体制，建立采掘设备定期检修和日常点检制度，有效减少设备因检修不到位影响正常生产情况的发生。

⑦抓好辅助运输工作。煤巷掘进辅助运输距离超过100米或没有运输系统的，矿井要作为重点想办法解决，掘进工作面轨道运输和无极绳绞车运输取得了很好的效果，各矿要积极行动起来，采取有力措施，在煤巷辅助运输方面再上新台阶。

⑧抓好地质预报和探测工作。矿地测部门要抓好地质预测预报工作，准确预测采空区、老巷内的积水范围、压力和积水量等情况，并编制专项探放水设计指导现场施工，要求并监督施工单位严格执行“有掘必探、先探后掘、長探短掘”原则。通过准确的地质预测、可靠的地质探测和监督管理，杜绝地质条件变化带来的安全隐患。

⑨抓好老巷、老空区有毒有害气体落实工作。矿通风部门要定期检查工作面附近范围内的采空区、老巷的密闭和有毒有害气体情况，重点落实一氧化碳、瓦斯、温度等指标，并根据实测情况制定煤巷掘进专项技术措施，为工作面设计和正常掘进提供技术支持。

⑩抓好技术管理。技术管理科室要根据收集的基础资料，认真分析有毒有害气体等方面的影响程度，然后有针对性地进行操作，并认真贯彻学习。

■抓好信息反馈工作。由于煤巷掘进地质条件的不可预知性，当设计所依据的地质条件发生变化时，施工单位要将现场真实情况及时反馈至管理部门，根据变化情况管理部门要及时调整施工方案，避免一次设计终身不变的现象。

■抓好对比调研工作。各矿要在2013年计划掘进的巷道工程中，重点选择有代表性工程，通过巷道地质条件等方面的分析，找到适应本矿实际的最佳支护方案，切实减少前掘后修、重复维修等现象，有效延长巷道服务年限，减少巷道失修率。

■抓好煤巷技能培训。煤巷技能培训要从基础抓起，一是要加强验收员的技能素质提高；二是加大培训力度，要将以前编制的“员工应知应会读本”重新进行一次培训，提高采掘作业人员技能素质。

参考文献：

[1]朱伟.浅谈如何实现煤巷的快速掘进[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（07）.

[2]任葆锐，刘建平.煤巷快速掘进设备的使用与发展[J].煤矿机电，2003（05）.

[3]许锡军.浅析煤巷的快速掘进[J].煤，2014（05）.

快速掘进技术装备应用篇10

采掘接替紧张是制约现代化矿井发展的重要因素之一。随着我国矿井采深的延伸, 矿井瓦斯灾害越来越突出, 巷道掘进过程中灾害越来越多, 危险性也越来越高, 掘进速度大大降低, 很难满足日益进步的回采速度需求, 一定程度上阻碍了我国矿井向大型集约化方向发展的步骤。

在保证安全的前提下, 提高煤巷掘进的速度是目前煤炭领域非常重视的课题之一, 因此开展有瓦斯动力灾害情况下的灾害治理, 提高巷道掘进速度的研究具有非常重要的实际意义。

1 高压水力割缝技术的研究

1.1 水力割缝装备

水力割缝装备由三部分组成: (1) 乳化液泵站; (2) 钻机、高压密封钻杆、射流器等; (3) 管路阀组及控制系统[1]。

高压水力割缝系统如图1所示。

1.2 割缝消突技术研究

以往研究结果表明:人为的在煤层中制造裂隙可以较好地解决低透气性煤层瓦斯解析、抽采面临的困难[2]。高压水力射流割缝技术, 可以实现在原有钻孔大小的工艺上, 对深部煤体扰动切割, 在煤层中人为制造裂隙及微裂隙, 使煤体暴露面积增大, 瓦斯流动通道得到疏通, 可以较好地提高瓦斯解吸、释放速度[3,4,5,6,7]。

水力射流在煤层中形成缝槽以后, 能够打破煤层内部原有的应力平衡, 使得承载的地应力重新分布。在缝槽上下两侧的煤体向中间缝槽中移动的同时, 煤层发生卸压 (地应力减小) 、变形、膨胀等一些列的变化, 同时又产生不同大小裂缝, 使原有的缝槽演变成许许多多的小裂缝, 可以有效地增大煤体透气性, 促进瓦斯流动, 使瓦斯压力与瓦斯含量下降, 煤体中蕴含的瓦斯潜能也得到降低[2,3,4,5,6,7]。同时, 大量瓦斯的释放使煤的坚固性增加, 增强了煤自身抗突出的性能[8,9]。缝槽相互耦合的卸压作用进一步提高了单孔的有效影响半径。

2 现场基本情况

2.1 采面概况

某矿己16-17-12041工作面是结构单一型煤层, 赋存稳定, 厚度变化为4.61~7.78 m之间, 平均厚度为6.2 m;煤层倾角在7°~12°之间。根据抚顺煤科院鉴定结果, 该煤层瓦斯压力为1.38 MPa、煤层瓦斯含量为10.46 m3/t, 该矿属于煤与瓦斯突出矿井, 该煤层为突出煤层。

2.2 现场施工方案

该工作面机巷、风巷在掘进过程瓦斯体积分数偏大, 并伴有抱钻、喷孔等现象。按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求, 结合现场实际情况, 在煤层底板施工底抽巷。底抽巷与机巷平行, 平距20 m、垂距10 m, 然后在底抽巷实施底板穿层水射流割缝预抽煤巷条带瓦斯措施。

根据矿方该煤层抽放半径资料, 选定高压水力割缝措施钻孔布置为:在巷道走向方向钻孔组间距为5 m, 组内钻孔数量为5个。该钻孔穿煤段施工高压水力割缝技术, 割缝后的钻孔进行封孔并联网抽采。

3 应用效果及分析

3.1 现场施工参数

穿层钻孔每组为5个孔, 5 m一组。现场实施高压水力割缝钻孔参数如表1所示。

现场施工中, 水力割缝钻孔选择在12~29号钻场进行施工。共施工了18个钻场, 90个钻孔。部分钻孔施工情况如表2所示。

3.2 q、s值及日进尺对比分析

钻屑量的大小和煤体所受应力、瓦斯压力、煤的物理力学性质等因素有关。钻屑量综合反映了煤体所受的应力、瓦斯和煤质条件。煤层应力越大, 瓦斯压力越高, 煤的强度越小, 所产生的钻屑量就越多, 煤层突出危险性也越大;反之, 钻屑量越小, 煤层突出危险性也越小。根据钻孔瓦斯涌出初速度的标准测试方法, 当钻孔直径、瓦斯测量室长度不变时, 煤层瓦斯压力P、瓦斯含量W、煤层瓦斯放散初速度△P、钻孔周围的塑性区半径Rp和塑性区以外煤层的透气性越大, 则钻孔瓦斯涌出初速度q越大, 反之则q越小[2]。掘进工作面q、s值措施前后变化曲线如图2所示。

由图2可知, 在未进入割缝区域时, 12041机巷掘进工作面钻屑量为3.2 kg/m左右, 钻孔瓦斯涌出初速度q在1.2~1.6 L/min之间波动, 巷道月进尺80~90 m, 掘进较慢;进入水力割缝区域后, 12041机巷掘进工作面钻屑量基本小于3.2 kg/m, 钻孔瓦斯涌出初速度q在1 L/min左右, 提高了掘进速度, 日进尺提高到了3.2~4.8 m/d, 月进尺90~110 m;出了水力割缝区域后, 12041机巷掘进工作面钻屑量基本在3.2 kg/m以上, 但是钻孔瓦斯涌出初速度q却较水力割缝区域有升高, 基本在1.2 L/min以上, 工作面的突出威胁性有所加大, 进尺又回到了2.4~3.2 m/d, 月进尺80~90 m。

3.3 减少工程量对比

12041机巷防突技术措施分为掘进头局部消突和底板穿层钻孔消突。掘进头消突技术措施为, 从掘进工作面沿着煤层顶板在煤层中布置3排措施孔, 措施孔每排13个共计39个。底抽巷布置的穿层钻孔7个。当底抽巷进行割缝措施后, 掘进头消突措施为在掘进工作面沿着煤层顶板在煤层中布置2排措施孔, 措施孔每排13个共计26个。底抽巷布置的穿层钻孔5个。其具体参数对比如图3、4, 表3所示。

从以上数据对比可以看出:钻孔数量减少15个, 钻孔长度减少250 m, 减少比例分别为32.6%和34.5%。因此割缝不仅很好地消除了工作面前方巷道的危险性, 而且在减少工程量方面有很大的作用。

4 结论

通过对高压水力割缝技术在底板穿层预抽煤层瓦斯的理论及现场研究, 得出以下结论:

(1) 实施割缝后钻孔瓦斯涌出初速度q降至0.8 L/min左右, 钻屑量由原来主要在3.2 kg/m上下波动降至2.4 kg/m左右, 降低了工作面的突出危险性, 割缝措施有效地保证了掘进工作面的顺利快速掘进。

(2) 实施水力割缝措施后, 机巷掘进速度由原来的月进尺60~70 m提高到110 m左右。

(3) 钻孔数量减少15个, 钻孔长度减少250 m, 减少比例分别为:32.6%, 34.5%。因此割缝不仅很好地消除了工作面前方巷道的危险性, 而且在减少工程量方面有很大的作用。

(4) 高压水力割缝技术在底抽巷强化瓦斯预抽采方面取得较好的效果, 具有较好的推广应用价值与前景。

参考文献

[1]孙家骏.水射流技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1992

[2]林柏泉, 崔恒信.矿井瓦斯防治理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1998

[3]高压磨料射流钻割一体化防突技术研究[D].徐州:中国矿业大学, 2008

[4]吕有厂.高压磨料射流割缝防突技术研究及工程应用[D].徐州:中国矿业大学, 2007