煤矿岩巷快速掘进技术的探讨
摘要
关键词
煤矿产业;煤矿岩巷快速掘进技术;探究
正文
煤矿岩巷掘进作业是工程量较大的系统性工程,其掘进技术的合理选择至关重要。为了提高煤矿岩巷的掘进速率,需做好施工前期的实地考察,明确岩巷快速掘进的影响因素,制定针对性的掘进技术管理和安全管理措施,实施科学的施工组织,通过技术的创新与优化促进岩巷掘进速度和质量的提升。
1煤矿岩巷快速掘进技术配备设备的分析
从目前的煤矿采摘情况来看,在进行煤矿开采的时候就应该重视使用煤矿岩巷快速掘进技术。在使用煤矿岩巷快速掘进技术的时候要注意选取侧卸装岩机和履带式液压钻车。而高质量的侧卸装岩机不但能运输大量的煤炭资源,而且在开采煤炭资源的过程中也会呈现出较高的技术水平,进而大大地提升开采煤炭资源的效率。高质量的侧卸装岩机在十分的恶劣的环境中也能进行工作,而且在工作的时候不用特地去清理岩石的表面,大大地提升了煤矿采摘的效率。使用履带式液压钻车相比普通的液压钻车灵活性更强,而且履带式液压钻车的机身更小,对解决一些复杂的凿进工作有着十分重要的意义。当然,在使用煤矿岩巷快速掘进技术时候也要配备有带式输送机、悬臂式掘进机和梭车等工具,这些工具在设计的时候融合了较高的自动化技术,大大地降低了工作人员操作的难度。这些工具在操作的过程中往往不会给周围的地表造成大量的破坏,并且工作的效率十分高。但是这些工具对使用环境的要求比较高,只有在适应的环境中才能发挥出最大的优势。相关的工作人员在使用的过程中一定要注意这个问题,避免造成适得其反的效果。
2煤矿岩巷快速掘进技术应用的分析
2.1岩巷爆破
岩巷爆破主要分为前期和后期,在前期的时候是切割孔被喷射成空隙以及其他方式进行切割。在切割完毕后,剩余的孔会会朝向切口喷出。由此可以看出,切割孔爆破的效率可以决定最终岩巷爆破的顺利与否。在这里的爆炸破碎主要是由应力波造成的径向压裂,并不是因为气压。在这个过程中应力和气体在接合岩体是不同的,其中的接头并不利于应力波的传导。而在爆破后期,由于自由面的可用性不断地提升,应用波的效率也会不断地提升。前期这个阶段的铺垫,大大地提升了后期岩石破裂的效率。
2.2岩体破裂
岩体破裂是因为在岩巷开口的周围制造爆炸造成的岩体破坏,而破坏类型主要分为压裂造成的损坏、不同岩石之间的分离造成的岩性破坏以及剪切结构的损坏三个方面。在这个时期中,角砾岩Q值,P波速度和弹性模量也比较低。而玄武岩和角砾岩相比Q值,P波速度和弹性模量就高得。研究人员发现紧凑的玄武岩中存在垂直和垂直关节以及过度爆裂,这些因素对岩巷开挖过程中的超挖、破裂以及抽穗和台阶操作有着十分重要的作用。垂直于岩巷方向作用力可以形成良好的拉力而且平行于隧道前进方向产生一个拉力,这个因素对顺利地进行煤矿的爆破有着十分积极的意义。在这个过程中,爆破地层的倾斜方向会进行得很顺利,上升的廊道与汲取廊道相比,拉力增加了11%,也可以促使主要巷道垂直于隧道轴线,这有助于拉动隧道中更长的圆形。但是,当不连续性与V-CutHagan中连接Vs的顶点线平行的时候,对在竖井中获得更好的拉力有着十分积极的作用。
2.3边界爆破
岩巷掘进中最普遍也是最常使用两种类型的边界爆破一个是预裂开,而另一个是光滑爆破。在进行边界爆破的时候如果同时开挖两个紧密间隔的带电孔的时候,就会导致这两个孔产生的应力波在孔之间的平面处发生碰撞,在碰撞的过程中会产生垂直于孔轴的二次拉应力前沿,这个过程有利于沿着连接孔的线延伸径向裂缝。而产生爆炸产生的气体的作用可以帮助沿同一线延伸裂缝。除此之外,相邻孔在做延迟定时一定要精准,才会让应力波在中点处发生碰撞,而相邻孔精准的延迟定时可以大大地避免孔之间断裂的任意性。采掘面的性质和方向在很大的程度上可以决定边界爆破的性能。但是当预裂结轴与预分裂轴成1-30°的角度的时候,采掘面取向会大大地影响预裂结果。而光滑喷砂中,要把轮廓孔和最近的生产孔之间的延迟间隔保持在一定的高度,这可以在轮廓孔爆炸之前促进材料在生产孔中的完全移动,最终让轮廓孔中的气体膨胀朝向开口发生。而在进行边界爆破的时候如果采用线钻作为替代技术沿着轮廓钻出许多不带孔的孔,要注意间距是孔直径的2-4倍,一排空孔与最后一排带电孔的距离保持为正常负荷的0.5-0.75倍。最后以便于在主爆破回合期间连接空孔并沿轮廓产生分离。在目前的煤矿岩巷快速掘进技术中,最常使用也是最普遍的两种方法就是综掘法和钻爆法。在应用综掘法时,应该注意到综掘法并不能使用于各种环境,并且使用综掘法的时候配备的设备通常较大,所以在进行应用时一定要综合考虑各种地理因素是否适合使用综掘法。也由于这个因素,在开采煤矿资源的时候使用综掘法比较少。而在开采煤矿资源的时候使用钻爆法时施工时比较困难,并且存在着一定的安全隐患,而且钻爆法的开采效率不高。但由于钻爆发对地质条件没有特殊的要求,并且配备的设备很容易让操作工人上手,将主要的数据设定好了以后就可以进行煤矿的开采工作。通过两种开采方法的对比可以发现,钻爆法的开采基础上更胜一筹,所以钻爆法的未来的前景是十分的乐观的。而相关的工作调研人员也可以针对这一现象,深入地研究煤矿岩巷快速掘进技术。
2.4气腿式凿岩机配耙斗装岩机的掘进作业
气腿式凿岩机以及耙斗装岩机在中小型煤矿中的应用较多,其优势也十分明显。首先,该种掘进作业方式的工艺性较强,打眼以及装岩等工序受断面尺寸的影响不明显,可以直接实施平行作业。其次,这种掘进作业方式的生产效率也比较高,可以达到30~40m3/h。但也存在一定的弊端,包括人员劳动强度高、危险性大、机械化水平低以及工作条件差等等。
2.5悬臂式掘进机配带式或梭车输送机的掘进作业
煤矿岩巷掘进中采用综掘法需要应用到悬臂式掘进机、带式输送机以及梭车等配套设备,自动化水平较高,掘进速度相对来说也更快,并且不会对围岩造成过大的扰动,但也存在一定的弊端,例如机械操作难度较高,适应能力较差等,仅适用于岩石普氏系数大于8且地质条件简单且断面较大的岩巷中。
3结束语
总而言之,在开采煤岩矿的过程中引进快速掘进技术可以大大地提升煤岩矿的开采质量和效率。而且使用煤矿岩巷快速掘进技术可以大大地节省在开采的过程中的使用材料的成本,所以使用煤矿岩巷快速掘进技术对提升煤矿产业可持续发展有着十分积极的意义。
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