淮北矿业股份公司工程处安徽淮北235000
摘要:随着我国在综掘或综采技术、斜井或立井施工工艺等煤矿建井技术方面取得巨大的成功,与其它在煤矿建井技术相对发达的国家相比,还是有很多的可取之处的。目前我国在岩巷掘进方面还很落后,在岩巷掘进中仍是使用气动凿岩机和耙斗机装岩打眼,掘进的速度还是落后于其它技术先进的国家。由于我国的掘进技术非常落后,直接的影响到煤矿建设和安全生产。本文主要对煤矿岩巷中快速掘进技术的运用进行阐述。
关键词:煤矿;技术;发展
在煤炭开采中,岩巷掘进尤为重要,其工程量、工期和投资均占相当大的比重。煤炭作为国家经济发展的基础能源,国家经济的快速发展离不开煤炭能源的支撑。但是,煤炭能源的采掘速度远远跟不上经济发展的需求,煤炭能源供不应求,严重影响了中国经济的发展。因此,研究快速掘进方法在煤矿岩巷中的应用也显得越来越重要。
1对当前岩巷快速掘进技术现状的分析
近些年来,因为煤矿行业的发展时间比较长,所以很多比较好开采的地方都已经不再有煤矿出现,在这样的情况下,煤矿开采难度逐渐加大。而且社会不断发展过程中,社会对矿采种类需求日益丰富,在这样的情况下,矿井开采环境越来越复杂,相应的其难度也更高。而在煤矿行业市场竞争日益激烈的情况下,煤矿企业提高自身的竞争力是势在必行的,而企业想要提高竞争力,可以从岩巷挖掘入手。传统的岩巷挖掘技术较为落后,相应的其效率也不高,在这样的情况下,岩巷快速掘进技术应运而生。此技术对机械设备进行了充分地应用,并且该技术范围不断扩大,有效的提高了挖掘的效率,所以对此技术进行进一步的研究是非常有必要的。
2分析煤矿岩巷掘进技术
2.1液压钻车配侧卸装岩机作业
常用的全液压钻车主要为CMJ17履带式,这种液压钻车配ZCD60R履带式侧卸装岩机掘进煤矿岩巷效果较好。
CMJ17履带全液压钻车主要有下列优点:1)双臂可同时凿岩,施工率高;2)机器结构紧凑,小机身,具有很强的爬坡能力,且机动性好,可实施全断面作业;3)该施工技术采用的是单一动力,低能耗,施工噪音低,可显著改善掘进工作面作业环境,减轻工人劳动强度,且施工效率高、施工质量好。
ZCD60R履带式侧卸装岩机具有的优点主要为:1)装载能力强,生产率高;2)可实现全断面装岩机械化,无需人工清岩,可大幅减轻工人作业强度;3)对于工作面短距离辅助材料的运送可借助托板、背板或溜槽来完成;4)与钢丝绳耙斗装岩机相比,工作时地面摩擦较小,可使工作面安全隐患显著减少。
液压钻车配侧卸装岩机作业的主要优点为:1)可有效提高掘进效率,液压钻车与气腿式凿岩机相比,其钻凿速度是气腿式凿岩机的三倍左右,同时,配套的侧卸装岩机的实际装岩效率也明显高于普通耙斗装岩机;2)施工安全性高,作业人员无需再进工作面进行钻眼,可有效避免很多安全隐患,更好地保障施工安全。断绳伤人是耙斗装岩机经常发生的事故,而应用侧卸装岩机装矸可有效避免发生该类事故;3)提高机械化水平后,不仅可有效减少工人作业量,降低工人作业强度,而且可大幅缩短作业时间,显著降低掘进成本,加快掘进速度;4)由于液压钻车控制炮眼的方向性较好,这样可有效降低光面爆破的实施难度。同时,掘进的巷道可很好地成形,后期几乎不用处理断面形状,工人工作量减轻。但这种作业技术也有一些缺陷,如由于掘进速度比较快,很难进行临时支护,同时操作不熟练,会严重影响整体设备发挥优良性能。
采用液压钻车配侧卸装岩机可快速掘进岩巷,但当前该作业线的实际配套技术还不是很先进,同时,钻车与侧卸装岩机品种单一,质量也不是很好,影响此作业线在中国煤矿岩巷掘进中的推广。
2.2气腿式凿岩机配套耙斗装岩机作业线
在岩巷快速掘进技术中,气腿式凿岩机配套耙斗装岩机作业线的应用十分广泛,此技术的优点较多,最突出的有以下几点:第一,灵活性较为突出。在应用此工艺进行施工中,断面面积所产生的负面影响对施工影响较小,有些时候甚至可以忽略不计,同时还可以实现多台钻机同时施工,施工灵活性较为突出;第二,工作效率较高。在进行煤矿岩层掘进过程中,效率是非常重要的,但因为岩层掘进难度较大,所以很多技术作用在此环境中无法充分发挥出来,而此工艺则可以突破环境限制,大大提高工作效率;第三,成本较低。此施工工艺流程较为简单,而且其中并没有十分复杂的内容,这样就使得此施工工艺的成本较低,所以其应用十分广泛。
2.3悬臂式掘进机配梭车
带式输送机作业应用悬臂式掘进机与梭车、带式输送机进行配套作业也就是通常所说的综掘法,这种掘进法的优点主要有:1)可快速掘进,提高生产效率;2)扰动围岩小,配套性能优良,施工质量好、作业环境好;3)生产自动化水平高,使用人员少,工人劳动强度低,基于以上优点,当前很多煤矿企业都积极推广应用此作业线。
但在实际应用中,也发现此作业线也存在很多不足:1)机器体积大、并且很重,下井比较困难,不适宜应用于掘进断面较小的巷道;2)机械适应性较差,有一定的限制,其工作时要求围岩岩性良好,并且地质构造应稳定,掘进岩巷岩石普氏系数应小于8;3)截齿磨损比较严重,使用寿命短,掘进成本较高。
3未来的煤矿岩巷掘进技术
目前,我国主要以综掘法和钻爆法两种掘进技术为主。这两种技术都有其优点和缺点。综掘法在实际的应用中,对作业的环境和安装设备的条件要求很高,需要考虑的因素很多,限制的条件也多,例如设备的体积巨大、适应能力差、运输难度高等。而钻爆法在实际的应用中,与综掘法相比,其对场地条件的要求很低,虽然钻爆法也有弊端,但只需要做好一些预防的措施,就可以顺利的开展掘进工作。适应能力强的特点让其即使遇到巷道断面形状和断面尺寸不同的情况,也只是需要对设备进行一些简单的调整就可以顺利的完成掘进工作。在许多的发达国家,掘进工作大多数是采用钻爆法,钻爆法的工作面很大,而且其利用的先进设备可以提高作业的速度和质量,这些先进的设备在影响着整体的作业水平,总的来说,钻爆法的优点大于其缺点,所以我国未来的掘进技术应是使用钻爆法,我国要推动钻爆法在实际中的应用,相信在科技不断进步的前提下,这种技术的缺点在未来也会尽可能的弥补。
4结语
综上所述,我国煤矿行业的发展是十分重要的,此行业发展不仅和国家的整体经济发展有着一定的联系,同时还可以满足社会对矿产资源的需求,所以推动此行业的进一步发展是非常有必要的。煤矿行业在发展中已经进入了一个瓶颈时期,想要打破此时期的束缚,就必须要对当前的岩层快速掘进技术进行深入地研究,针对此技术中存在的问题进行细化分析,找出具体的解决措施,同时还应跟随社会发展步伐对此技术进行创新,只有这样才能使此技术的优势更加显著,对此技术进行应用取得更好地效果,进而推动我国煤矿行业的整体发展。
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