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岩巷快速掘进优化设计及应用

发表时间:2020-12-26 14:45

  当前,国内煤炭产业九成以上的产量是以矿井开采的形式获取的,而岩巷掘进技术、装备水平的高低,直接关系到矿井生产效率和生产的安全性。尤其是在煤矿和瓦斯矿井中,为更好的解决矿井和瓦斯安全问题,在矿井设计过程中,岩巷掘进工程量占比几乎为工程总量的一半,由此可看出,岩巷掘进速度和矿井建设周期有着直接的关系[1]。所以,加强这一方面的研究工作,优化岩巷掘进工艺,提升岩巷安全掘进速率,对矿井安全建设、开采有着极大意义和作用,对促进煤矿企业的健康可持续发展也有一定的推动性作用。
  1 影响巷道快速掘进的因素
   (1)快速掘进装备。快速掘进装备是关系到岩巷快速掘进的关键性因素。随着我国煤炭工艺技术的迅速发展,相关技术设备的不断优化,我国岩巷掘进设备功能较全,但性能无法保证,自动化水平相对较低。特别是我国自行生产的掘进设备,质量水平较低,刀具消耗量较大,无法满足岩巷快速掘进方面的要求[2]。在岩巷掘进作业过程中,由于凿岩车未能大量普及,在大多数情况下,仍然选择单体风动凿岩机,该类凿岩机工作效率相对较低,掘进面风压较小,对锚杆眼速率造成了直接性的影响。所以,选用合理的岩巷快速掘进装备,直接关系到岩巷掘进工作效率。
   (2)作业人员的综合素质。作业人员自身素质水平是关系到岩巷掘进效率关键因素。由于掘进面相对狭小,且时间相对有限,工程质量的好坏与作业人员自身素质有着直接关系,以及其技能水平、设备操作水平以及能否按图施工等。
   (3)施工作业方式。作业方式的科学与否与岩巷掘进效率和安全施工有着直接关系,如单一工序还是综合工种作业,是机械掘进还是爆破掘进,是单循环作业形式还是多循环作业形式[3]。同时,还与工序作业安排、炮眼深度、钻眼和支护作业的关系和安排等。因此,在实际作业过程中,应当根据巷道实际断面条件,选择最合理、最科学的掘进施工方式,才能保证岩巷掘进速率,在安全施工的同时提升掘进速度。
   (4)施工组织管理。严密、科学的施工组织管理,也是关系到岩巷快速掘进工作的重要因素。要求在正式施工前,制定科学的工程施工工序,确定最佳的施工工艺,从而对掘进工程进行科学管理,进而确保所有的施工工序,都能根据有关规定,按时、保质、保量的完工;同时,还要出台完善的掘进作业管理规章制度,优化工程班组结构,提升施工团队整体素质水平,并对该组织进行人性化管理;此外,还要合理划分掘进工作任务,选用有用较高技能素质的人才,科学划分人员工作岗位[4]。
  2 巷道快速掘进工艺优化及应用
   (1)优化岩巷炮掘施工工艺。综合前文所述,掌子面空间较小是影响岩巷掘进速度的主要因素。因为掌子面空间狭小,造成无法平行作业,只有前道工序完工,后一道工序才能正常进行,造成大量人力资源的浪费,无法起到人尽其用的目的。在巷道掘进工艺中,打炮眼、安装支护是岩巷掘进施工的主要工序,占据了大多数的工艺时间。所以,应当对掘进工艺进行优化和改进,合理安排这三道工序,同时还应当考虑到时间、空间因素的影响,充分协调各工序,形成循环作业,从而起到提升掘金效率的目的[5]。
   (2)优化掘进工序规范正规循环作业。根据其工序性质,可将掘进工序划分为主工序、辅助工序,如何科学安排各工序顺序,是关系到巷道掘进速率的重要因素。通过对现有掘进工艺技术主要问题的分析,对主要影响因素进行了总结,并采取了相应的优化、改进策略,从而形成了一套科学、有效的作业模式,极大提升了巷道掘进速率[6]。
   通过开展多种形式的技术培训,如展开技术比赛、组织技能操作演练,是提升员工技能素养、操作水平的主要途径,从而不断能提升员工总和素质,使员工能够科学、有效掌握各工序操作方式和重点,进而规范、主动、保质保量的完成有关工作,最后达到预期目标和工作效率[7]。
   (3)强化施工监管。为更好的优化巷道掘进技术,提升岩巷掘进速率,要求加强施工现场的监督、管理工作。第一,安监、业务部、调度等的工作人员,应坚持现场监督的原则,保证能够在第一时间发现问题并解决问题;第二,加强供水、供电、通风等保障系统的管理工作,减少这些因素对工程现场的影响,使现场能够满足工程施工条件;第三,优化并改进设备分配方式以及工资分配方式,将员工的计时工资制,改成计件工资制;第四,实行定岗、定位的作业形式,在岩巷掘进工作过程中,各小组应当跟班打眼,并遵循定人、定眼、定钻等的基本原则,保证各工序的顺利进行。
  3 结语
   岩巷快速掘进是关系到煤炭矿井建设效率的主要因素。因为一直以来,巷道掘进速度较低、效率不高,导致矿井建设、生产效率居下不高。本文对当前岩巷快速掘进技术工艺和应用方式进行了系统的研究,对主要的影响因素和主要存在的問题进行了总结和分析,针对性的给出了解决意见,从而极大提升了岩巷掘进水平,其中机械掘进尺提高到200m/月、炮掘进尺提高到80m/月的水平,在保证岩巷掘进安全性的同时,也极大提升了巷道掘进效率,从而为我煤炭行业发展提供了技术支持。

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