煤矿综合机械化快速掘进技术要点研究

2022-09-11 版权声明 我要投稿

1. 综合机械化快速掘进技术概述

(1)快速掘进技术概念

煤矿综合机械化快速掘进技术并不单指某一项机械设备或工艺,而是由多种机械,优点整合并集中呈现出的一种掘进技术。综合机械化快速掘进技术包含掘锚一体机、转载机、胶带输送机等设备,有效提升煤矿掘进的综合性和先进性。随着社会经济科技迅猛发展,城市生产建设对于煤矿能源的需求不断提升,因此必须不断优化综合机械化快速掘进技术,提升煤矿巷道掘进的质量和效率,从而满足回采推进速度日益增长的综采工作面。在巷道掘进的过程当中应用综合机械化快速掘进技术使众多工作环节形成一体化,将巷道掘进过程中的掘进、支护、运输、供排水、通风以及电力等工作环节统筹规划调整,从而有效加快巷道掘进速度。现代化的综合机械化快速掘进技术不仅提升巷道掘进的安全性,也大大增强了煤矿企业的经济效益和社会效益,从技术层面有效促进了国内煤矿产业的发展。

(2)快速掘进技术应用价值

中国是一个煤炭能源的生产大国,也是煤炭能源的消耗大国,作为经济建设与发展中最为主要的能源之一,煤炭能源的开采和应用直接影响着国内经济发展的质量和稳定。煤矿想要实现煤炭开采速度的提升,采掘平衡至关重要。现在我国煤矿普遍都是采煤综合机械化水平为100%,而掘进机械化水平却达不到100%,从而造成综采速度快,掘进速度跟不上的问题。而采煤工作面回采速度为至少每月60m,多则可以达到200m以上每月,而掘进速度大多数平均为100m至250m,若遇上地质构造等影响,掘进速度则又会受到影响。种种事实表明了煤矿掘进的发展方向,重在研究如何实现掘进快速化。

因此在煤炭开采的过程当中,有必要不断加强煤炭的采出速度,相关人员需要不断加强对于泛用和适用煤矿开采技术的研究,促进煤矿开采成熟化发展。综合机械化快速掘进技术服务于煤矿产业,并且使煤矿产业焕发了新的生机。利用综合机械化快速掘进技术能够有效实现井巷掘进中各项工作一体化,有效降低巷道掘进、运输、支护、供排水、通风以及电力等工作环节在人力物力方面的消耗,提升生产机械化自动化水平,优化煤炭的转换效率,切实促进煤矿相关产业利润的不断提升。从而形成良性循环,以技术带动生产升级,再以生产反馈技术优化发展。

2. 煤矿综合机械化掘进技术工艺

煤矿综合机械化快速掘进技术可以说是传统井巷掘进技术的升级与优化。传统井巷掘进技术在一定发展阶段起到了非常重要的作用,但是随着消费需求的升级,传统掘进工艺已经不能适应现代化的生产需求,煤矿综合机械化快速掘进技术应运而生。相比于传统掘进技术,现代化的综合机械化掘进设备有效提升了作业效率,降低了生产成本,取代了原有作业时间较长的掘进方式。如图1所示为两种常见的煤矿掘进方法。

(1)钻眼爆破掘进法

钻眼爆破掘进法是一种较为传统的掘进方式,虽然过程相对传统落后,但是在实际应用的过程中钻眼爆破掘进法也有着自身显著的优势。钻眼爆破掘进法对施工中所运用到的技术和设备要求较低,具有很强的适应性,能够有效应对多种地质条件和施工环境,因而具有广泛的应用价值。针对一些巷道方向和长度不定的情况使用钻眼爆破掘进法还能够有效保障施工效率。但是钻眼爆破掘进法也存在一定的缺点,这种粗放式的掘进技术具有较为繁杂的施工工序,爆破时的精度控制难度较高,因而整体掘进的劳动强度会很大,加大了人力资源消耗。因此应用钻眼爆破掘进法需要充分结合井下掘进实际情况进行选择,近年来钻眼爆破掘进法所应用的设备也在不断的优化设计,设备应用的安全性和可靠性也有所提升。

(2)综合机械化掘进法

综合机械化掘进法最大的优势在于减轻了施工人员的劳动强度和节省了人力资源,利用多种机械设备相互配合,完成巷道的截割、支护和运输等工序,在不同的作业区域进行针对化的施工作业。综合机械化掘进法的整体施工水平比较高,可以实现连续性的作业施工,有效提升煤矿巷道的掘进效率。由于对机器设备的应用程度比较高,因此有效地缓解了人力劳动的施工强度,提升了井下作业施工人员的生命财产安全,综合机械化掘进的整体优势使得它在煤矿开采中的应用比重不断提升。在具体巷道掘进过程中,需要首先对掘进工作面进行安全确认和巷道定向,从而确保巷道的快速掘进能够有序进行。之后需要施工人员对于巷道的轮廓线进行校对和调整,之后可以根据截割程序图开始割煤。之后掘进的过程中,可以根据实际情况运用各种临时支护,最后进行永久支护,完成一个掘进循环作业。整个掘进环节比传统的爆破掘进时间更短,工作效率是传统爆破掘进工艺的数倍。利用综合机械化掘进方法提升了矿井巷道掘进的安全性,传统爆破掘进工艺在施工过程中很容易引发围岩崩塌问题,造成严重的生命财产损失,对于后续巷道的维护也存在很大影响,而利用综合机械掘进法能够有效解决这一问题,通过优化掘进模式减少对于周边岩石的震动和破坏,对于巷道围岩稳定性的控制非常有利,整体造价成本也能控制在一定范围,因此具有非常强的应用优势。

3. 煤矿综合机械化快速掘进技术要点

(1)采用性能优良的掘进机。为了切实提升煤矿综合机械化快速掘进的技术水平和应用质量,在煤矿开采的过程当中,煤矿企业应该尽可能采用性能更加优良的掘进机器设备进行掘进作业。掘进机是煤矿掘进施工时最为关键的设备,掘进机的性能不仅会影响到巷道的掘进速度,对煤矿生产过程的安全性有着非常重要的影响。

在井下作业的过程中,掘进机需要破开煤岩与其他类型的矿物。由于地质结构相对复杂,不同种类的岩石硬度也不同,因此需要选择功率大一些的掘进机。如果掘进机功率不足,碰上硬岩截割不动,就需要爆破辅助对硬岩进行松动爆破,而松动爆破的过程势必会影响巷道掘进的速度。另外煤矿井下的环境比较恶劣,支护巷道过程中顶板存在各种危岩活石,因此也要选择具有临时支护和永久支护配套设备的掘进机。如果掘进机上没有临时支护和永久支护配套设备,掘进机截割完毕后需要对刚掘出的裸露顶板进行临时支护和永久支护。在临时支护和永久支护过程中存在种种不安全隐患,且临时支护和永久支护过程也是对掘进循环时间的消耗。因此就必须要保障掘进机的综合性能,掘进设备的选择需要结合煤矿井下的实际工作情况。根据以上分析,煤矿掘进机应当选择大功率和具有临时和永久支护的大功率掘锚一体机。

(2)采用现代化监测技术。现代化的监测技术是煤矿综合机械化快速掘进的有力辅助,煤矿综合机械化快速掘进技术是多种设备的整合,因此机械化水平和自动化水平非常高,有效减少了高强度的人力工作。采用现代化的监测技术能够在煤矿开采掘进的同时对设备运行情况进行监控检测与故障诊断。比如说在监控方面,具备切割面尺寸监控与推进方向监控,在检测方面能够有效检测工作面设备位置情况、开停闭锁情况、设备姿态、流程工序、工作面瓦斯等有害气体、工作面推进进尺等指标。现代化监测技术能够有效提升掘进机的自动化水平,从根本上提升掘进机工作质量。而监控检测和故障诊断系统能够通过各种传感器维持掘进机的工作状态,有效监测工作面设备电压电流情况、设备温度情况、设备油量等情况,从而有效提升煤矿整体开采效率。另外针对相关机器设备进行自动化操控能够提升设备运作的灵活性,施工作业人员可以远距离对设备的切割断面尺寸和掘进功率进行调整,可以远距离操纵掘进机械调整施工作业方向。

(3)提高设备综合配套能力。由于巷道掘进设备大多来自于不同的生产厂家,同时使用各种采掘设备的人员素质也参差不齐。因此在煤矿开采中必须要不断提升设备与系统之间的配合度,结合井下作业的实际情况对煤矿综合机械化快速掘进所采用的机器设备进行匹配选择,对快速掘进操作人员进行系统性的培训教育,从而实现1+1>2的应用效率。

4. 小结

综上所述,当前煤矿开采过程中应用煤矿综合机械化快速掘进技术能够有效提升巷道掘进质量和效率,提升矿井掘进作业的安全性稳定性。在具体应用综合机械化快速掘进技术的时候应该重点关注与掘进机配套的支护方法,结合复杂矿井地质情况选择适用性更强的掘进机,通过提升巷道的支护质量和支护速度切实促进煤矿掘进的成效。相关技术人员需要积极探索煤矿掘进综合性技术,着力提升煤矿安全生产的质量,促进煤矿产业的稳健发展。

摘要:本文主要研究煤矿综合机械化快速掘进技术相关问题。随着快速掘进技术的优化升级,煤矿开采的质量、效率和安全性显著提升,进一步应用掘锚一体化技术和连续采煤机等相关技术设备能够有效解决复杂煤层矿井的开采工作。通过研究煤矿综合机械化快速掘进技术要点内容,可以促进煤矿掘进技术的持续发展,并切实提升综合机械化快速掘进技术水平。

关键词:煤矿开采,综合机械化,快速掘进

参考文献

[1] 孙涛,潘光超.煤矿综合机械化快速掘进技术要点分析[J].山东工业技术,2017,(11):73.

[2] 许正义.针对煤矿施工中实施快速掘进技术的分析[J].建筑工程技术与设计,2017,(20):1635-1635.

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