论巷道快速掘进的影响因素及其技术措施

摘 要:分析了巷道快速掘进的影响因素,并提出了相应的技术措施,表明在煤炭企业保持巷道快速掘进,做到采掘平衡,才能实现企业盈利和可持续发展。

关键词:快速掘进道;采掘平衡;组织管理

中图分类号:TB

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)07-0292-01

1 巷道快速掘进的影响因素

巷道掘进是一个综合的施工工艺,它不仅取决于掘进设备的现代化程度,而且与各生产工序紧密相连。无论是引进还是国产设备,一旦进入掘进循环系统,均难达到快速掘进的要求。这除了由于掘进设备本身的可靠性的内部因素外,主要配套环节,包括支护、转载、运输、供电、供排水、通风、通讯、安全等,这些都是掘进速度受到制约的外部因素。

1.1 掘进设备

随着煤炭技术的发展,掘进新设备新技术的不断出现,掘进速度已经上了一个台阶,但是就全国总体水平来看,掘进装备虽然齐全,但是性能较差,自动化水平不高。煤巷掘进综掘机已经普遍得到了应用,但是国产掘进机性能差,质量不高,刀具消耗量大,掘进机的维修周期短,需要研究高可靠性、大功率以及自动化程度不断提高的掘进设备。

目前综掘机配套的支护设备一般是单体锚杆钻机,锚杆安装采用人工进行,典型的生产线配备3台单体锚杆钻机,劳动效率较低。由于巷道支护作业是在空顶情况下进行的,支护的安全性受着巷道顶板条件的制约。当巷道顶板条件较好时,可以获得较大的空顶距,掘进与支护之间的影响相对较小,支护作业可以集中进行,以弥补单体作业效率低的缺点;巷道顶板条件不好时,就必须通过缩短空顶距,缩小循环进尺的方法来保证支护的安全作业,这样一来掘进速度就会下降,这也是总体综掘生产线掘进速度不能令人满意的一个主要原因。

岩巷掘进机掘进过程中,凿岩台车还没有得到普遍应用,一般情况下配备风机,钻机效率不高。特别是在掘进工作面风压不够的情况下,钻眼速度慢尤其严重。

1.2 施工工艺

由于掘进设备的一些方面的局限性,所以施工工艺相对比较落后。根据统计资料,巷道掘进作业中的支护时间要占总作业时间的70%,虽然在煤层及半煤岩巷道中采用了锚杆、锚喷和锚梁网等支护手段,简化了巷道的支护作业,但掘进巷道作业中的掘进与支护的分离,是进一步提高掘进巷道速度的最大障碍。岩巷掘进支护和出碴工序占用的时间更长,由于很大一部分矿井都趋于老化,风钻风压不够,打眼速度慢。严重的影响了下一工序的正常进行,通常造成一个班不能在规定的时间内完成额定任务。

同时,矿井老化导致一些设备的维修期过短,故障频繁也是影响施工工艺的一个重要原因,设备的故障会导致施工工艺的不连续性,造成井下有人没活干的误工现象。

1.3 地质条件

掘进的地质条件主要是指工作面煤岩硬度,层理发育情况,顶底板的稳定情况,瓦斯涌出量,掘进面涌水量等。好的地质条件能为实现快速掘进提供一个良好的平台,反之复杂的地质条件成为影响实现快速掘进的一个咽喉。比如在稳定的顶板条件,控顶距大,支护条件好,进行临时支护后,永久支护可以甩到掘进后进行,掘进机开机率高,掘支可以平行作业。顶板条件不好,控顶距小,掘进机掘进一段距离,只能退出来进行支护,掘进机的开机率低,工人劳动强度大。

1.4 施工组织管理

目前我国煤炭经济形式明显好转,国营大中型煤矿原煤产量供不应求,在这样的经济状况下,煤矿往往追求眼前经济利益,不考虑企业的发展后劲,施工组织管理缺乏科学性。导致了奖罚不明,职责不清,工人的劳动积极性不强,间接的影响到了掘进的进尺和工作质量。

比如说石嘴山二矿主要采用的是三八制的作业形式,在这种现场组织生产的正规循环中,后半个循环的工作效率普遍较低,很大原因是由于工人的长时间工作,体力下降的结果造成的。三班作业制度对于快速掘进的负面影响是不可低估的。

2 实现巷道快速掘进的技术措施

实现快速掘进的出路在于依靠科技进步和科研成果的转化。科研单位和施工企业要想通过巷道施工取得好效益,有新的发展,并走向国内国际市场,就要从科研入手,提高施工的机械化水平,完善配套项目,再跨新台阶。为了适应市场经济的需要,立于不败这地,政府应加强引导和支持,科研、施工单位应结合本企业的具体情况联合组织机械化施工配套、攻关,创造出具有本企业特点的“工法”,不断提高自己的竞争能力。

2.1 采掘平衡

能不能实现快速掘进评价最主要的方面就是能不能达到采掘平衡,能不能使开采工作得以持续进行,使煤炭企业经济效益得以持续增长。采掘平衡的基本内容就是使掘进工作所完成的工作面准备、采区准备和水平开拓准备能满足回采工作的需要,采掘平衡的目的是保证回采工作面的正常衔接关系和回采工作的持续进行。合理的采掘比例就是要保证待采工作面的准备工作在回采工作面回采结束之前完成,并留有一定的余地,即前一个工作面的回采结束时间要晚于后续回采面的准备完成时间。同时,又要使提前完成的掘进巷道维护费用达到最经济。

多年以来,煤炭系统中考核煤矿企业采掘平衡状况的指标有:①三量可采期②万吨掘进率③采掘速度比④采掘头数比⑤采掘工人人数比。

这些指标能在一定条件下能反映出采掘是否平衡,在实际工作中为计划部门排出具体的采掘接替计划。

2.2 施工设备的研究与选择

积极研究先进施工设备对实现快速掘进有不可忽视的促进作用。

锚杆钻机的发展也进入了一个崭新的阶段。近十多年来,凿岩设备的研究工作集中在新型的液压凿岩机及与其配套的液压钻车,一般认为当前风动凿岩设备的发展水平已达到上限效率,并且噪音和污染是难以克服的。液压凿岩机具有功率大、效率高、钻眼速度快、噪音小、空气污染小等优点,因此获得了很快发展。

在发展施工设备的同时,因地制宜的选择掘进设备也是非常重要的,掘进设备的结构、外形和重量应适应掘进工作面的地质条件。比如说掘进机的切割头的功率应根据煤岩硬度、煤岩的构成、粘结性、耐磨性、节理和层理的发育状况来决定。当煤岩硬度大、巷道断面大时,应先用大功率的重型掘进机,反之,应选择较小的轻型掘进机,才能获得最佳的掘进效果。

2.3 科学的施工组织管理

这是实现快速掘进的重要因素。巷道施工要达到快速、优质、高效、低耗和安全的要求、除合理选择施工技术装备及施工方法外,正确地选择施工作业方式、采用科学的施工组织与先进的施工管理方法,也是很重要的组成部分。

为了加快巷道施工速度,首先,要推广多工序平行交叉作业;第二,实行以工种岗位制为中心的施工管理工作;第三,推广综合工作队;第四,抓好正规循环作业。这些都是实现科学管理的有效保证。

机械化程度的提高,发展快速掘进的要求,一方面对设备维护提出了高要求;另一方面,对员工素质,例如掘进机司机,机电工等,也提出了更高要求。“以人为本”是发展快速掘进技术的根本,必须对各工种员工进行严格的专门培训,提高其技术素质,方可在快速掘进中取得突破性进展。

为实现快速掘进的目标,应加强施工组织管理的科学性,考虑采用平行交叉作业制度,平行交叉作业制度的优越性在机械化程度较高的综采工作面得到了很好的体现,在综掘化程度较高的掘进工作面也得到了较好的体现。实践证明,随着掘进机械化程度的提高,平行交叉作业制度能够充分发挥快速掘进的威力。

2.4 完善的快速掘进配套设施

快速掘进配套设施的完善是实现快速掘进的保证。巷道快速掘进评价的一个重要方面就是有没有完善的快速掘进配套设施。配套设施主要是指辅助运输系统,通风系统,排水系统,供电系统等。只有这些系统正常稳定的工作,才能保证工作面快速连续掘进。

2.5 不断改进的施工方法及施工工艺

实践证明,只着眼于完善“常规”的施工方法,尚不足以使巷道掘进速度产生新的跃进,还必须积极推广并进一步研究新的施工工艺和技术,如中深孔爆破,深孔爆破等。

实现快速掘进时,施工工艺一定要连续,坚持高的正规循环率,加强各工序之间的平行作业。在岩巷快速掘进的钻爆法施工经验,实现工序平行交叉作业。

参考文献

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[2]马四子.提高综掘锚杆支护巷道快速掘进速度的探讨广同煤科技[J]. 2009,(3).