浅谈煤矿高效掘进技术现状与发展趋势

侯 鹏

山东省肥城市新查庄矿业有限责任公司 山东 肥城 271612

引言

煤炭开采的生产率以及开采质量与开采技术、设备水平以及煤矿安全工作之间均有着非常密切的关系,我国大部分煤炭开采位置都在地面以下,由于地质结构较为复杂,因此对各项开采技术的要求也比较高。巷道作为煤矿运输的重要环节,其施工技术以及设备质量的提升对于提升煤矿开采质量有显著作用。

1 煤炭高效掘进技术目前发展现状分析

1.1 综合机械化煤巷掘进技术 煤巷综合机械化掘进技术是我国当前煤矿采集中应用范围较广的一种挖掘技术,该技术在施工中需要用到的机械设备主要有转载机、掘进机、单体锚杆钻机、可伸缩带式输送机以及通风除尘设备等,在实际施工过程中,悬臂式掘进机发挥着主要的工作作用。悬臂式掘进机研发于二十世纪六十年代,最初的悬臂式掘进机的功率相对来说比较小,随着社会的不断发展,该技术也在不断更新和进步。二十世纪八十年代悬臂式掘进机也经过了多次的改良创新,S100、AM50掘进机的研发和使用,与最初的悬臂式掘进机相比工作效率有明显提升,极大的促进了煤巷挖掘技术的提升。随着科学技术的不断进步,煤矿开采技术也在不断更新完善,EBJ－120TP型掘进机是我国现阶段煤巷综合机械化掘进机中最先进的一种,其实用优势更佳,技术水平已经达到了国际先进水平,与传统掘进机相比机身更加小巧,重心更加稳固,破岩能力更强,对于掘进效率的提升有着非常重要的促进作用。

1.2 掘锚一体化煤巷掘进技术 随着科学技术的不断发展,锚杆支护技术也在不断更新进步,其与煤巷掘进技术的联合应用是当前相关研究中的重点内容,两种技术的联合应用能够有效提升采煤的工作效率,其中具有代表性的机械设备为掘锚机组,该机组是悬臂式掘进机以及连续掘进机的联合改良,主要应用在高产高效煤巷工程中的掘进。掘锚机组在实际施工中分为两种,分别是先截割后支护型掘锚机组以及掘锚同步的掘锚机组。ABM20掘锚机组是掘锚同步掘锚机组中比较有代表性的机组类型,其在实际施工中主要是通过锚杆以及截煤的同步实施。

2 高效掘进技术在实际应用中的相关问题分析

2.1 自动化程度较为落后,稳定性能较差 掘进机处于工作状态时,很可能在正常情况下遇到大型岩石,掘进机切割深度若为原始数据,则会导致机组出现滑动状况,也会出现振动情况,这种情况的出现对掘进机截齿会造成非常大的伤害,会导致磨损现象的出现,甚至出现剪断现象,与此同时,截割设备可能出现高温现象,电阻接点不能正常闭合,导致整个电路瘫痪现象的发生,最终导致电机烧毁。除此之外,掘进机在工作中肯定会消耗油量,掘进机在特定时间内进行注油工作,但根据相关数据及情况分析,注油工作难度较大,若在注油过程中发生失误,管路内部则会出现灰尘,液压油则会被污染。

2.2 缺乏降尘措施 掘进机在进行采掘工作时,经常会出现粉尘,粉尘会阻挡操作人员工作视线,一直处于粉尘工作状态下,则会对工作人员身体健康带来威胁。若因粉尘问题停止施工,则会影响工程进展及工作实际效率。在工作过程中运输链张紧度若不达标,则可能卡链,这样轴承则会受到影响,使得液压马达进行超负荷工作,施工工作则会受到严重影响。

3 掘进技术在采掘工作的应用对策

3.1 炮孔直径 要想提高爆破掘进进尺首先必须要对炮孔的直径进行优化,在优化过程中施工人员要先对煤矿岩体结构和岩层分布做一个详细了解和分析,根据岩体的实际情况确定合理的炮孔直径。理论上炮孔的直径增加有利于炮药卷的直径,提高爆破的稳定性和安全性,提升爆破质量和速度。但是,如果炮眼直径过长,会对炮孔的分布和数量造成一定的影响,间接影响到爆破质量,降低掘进速度。因此,在对炮孔直径优化的过程中,需要保证药卷直径前提下,科学合理的减小炮孔直径,最大程度上降低不耦合系数。从而提高爆破质量,提高掘进进尺。但是从另一个方面来看,如果炮孔的直径过小,在钻眼的过程中会在钻眼中遗留岩渣,直接会影响到装药量,对掘进工作也会产生影响。因此,为了保证掘进工作的顺利进行,通常情况下保证炮孔直径在32－45mm 之间最好,同时根据笔者的经验钻头直径每减小1mm,钻机钻速会提高3%,掘进速度也会大大增进。

3.2 提高巷道掘进配套技术 煤矿巷道掘进技术的提升除了要从技术本身入手之外,还需要完善提升其配套设施以及相关技术水平,首先,需要不断完善煤矿巷道掘进技术的自动化控制管理,简化操作难度,提升工作效率。其次,需要做好掘进技术系统的除尘管理,确保掘进技术施工环境的整洁和稳定。另外,在煤矿施工过程中需要做好工程环境的调查,根据施工地质环境选择相适合的施工技术以及设备类型。最后,需要根据行业环境以及施工要求不断更新推广锚杆支护技术。

3.3 优化钻孔长度 优化钻孔长度主要是要调整炮泥填塞长度,首先施工人员需要计算炮泥在钻眼中的运作时间,提高炮泥在钻眼中的填塞长度,最终提高爆破质量。施工单位要根据L＝L/Nnηη1(m)公式,计算出钻眼的深度。在进行优化计算时,要考虑到煤矿岩体中的瑞利波速度、煤矿岩体的纵波速度以及煤矿岩体最小抵抗线。总而言之,优化钻孔长度需要计算出炮泥在钻孔中的运作时间,以此来确定。

结语

总而言之,现在的煤炭企业掘进技术还是存在着不少问题,煤炭企业的相关部门一定要尽早提出相应的解决措施,只有这样,煤炭企业才能继续发展下去。根据上述的一些问题,煤炭企业的技术人员一定要多多研究煤炭高效掘进技术,这种技术会最大程度上决定煤炭的开采效率和利用率,而利用率和开采率又是与企业的收益息息相关的,所以,煤炭高效掘进技术决定着煤炭企业的未来发展方向。