大断面半煤岩巷快速掘进施工技术分析
摘要
关键词
大断面半煤岩巷;快速掘进施工技术;具体应用
正文
大断面半煤岩巷快速掘进施工技术指的是在煤矿巷道开采过程中,施工团队针对半混合煤岩地层,应用先进掘进技术,通过合理的导向技术、施工措施以及施工组织工作来提高整体施工效率、施工安全性和有效性的掘进工艺。该技术的应用对煤炭企业的有效发展至关重要,对煤矿企业来讲,施工安全远比施工效率更加重要,煤矿施工具有多种危险因素,严重影响着煤矿开采工作的正常开展,而且因为煤矿巷道内部情况复杂,各种类型的巷道均有,对整个煤矿挖掘工作有不同程度的影响。这就要求煤矿工人要具备充足的工作经验和工作能力,做到具体问题、具体分析,针对不同的施工条件选择不同的施工技术,同时还需要做好施工管理工作,确保施工人员能够按照预先设定好的施工方案进行施工,充分发挥快速掘进施工技术的作用和价值,解决大断面半煤岩巷的开采问题。
一、大断面半煤岩巷的特点
大断面半煤岩巷道在掘进时,其断面中煤层和岩层的混合比例介于纯煤巷和纯岩巷之间,这种混合特性要求施工时必须同时考虑煤层和岩层的物理力学性质。在安全方面,由于巷道沿煤层掘进,施工过程中可能存在瓦斯积聚和煤尘爆炸的风险【1】。因此,施工中需要采取严格的瓦斯检测、排放和煤尘抑制措施,以及设置隔爆设施。在地质条件方面,煤层的褶曲、断层等地质构造的存在,增加了巷道施工的不确定性,这就要求煤炭企业在施工前需要进行详细的地质勘探,以确定巷道的最佳位置和方向。半煤岩巷道的围岩通常强度较低,容易发生变形和垮塌。施工时需要根据围岩的稳定性选择合适的支护方式,如锚杆、锚索、网喷等。在施工方面,大断面半煤岩巷道施工通常涉及煤层和岩层的分步掘进,施工复杂程度和难度较高,需要精心组织施工流程,以提高施工效率并确保资源的有效回收。同时由于工作面分散,通风和运输系统的设计和运行变得更加复杂,需要合理规划通风网络和运输路线,以满足施工和生产的需求。
二、快速掘进施工技术在大断面半煤岩巷中的应用优势
从上述分析可以得知大断面半煤岩巷的施工难度较高,对施工技术的运用、人员的调配都有极高的要求,这无疑增加了施工风险,阻碍了煤矿企业的正常生产作业。快速掘进施工技术在大断面半煤岩巷中的应用效果较好,主要体现在施工效率高、施工成本、施工稳定性良好等方面。施工效率高顾名思义就是快速掘进技v术可以帮助煤矿团队快速完成巷道的开采工作,有效节约时间成本,降低工程未知风险发生的概率。施工成本低是建立在施工效率高基础上的,正因为快速掘进施工技术提高了开采速度和效率,所以降低了开采成本,让矿井运营效益变得更高。稳定性指的是在快速掘进施工技术应用的过程中,因为该技术全程设计精密、施工质量较好、导向设计以及施工措施都非常科学且合理,所以整个施工过程更加安全,施工团队能够在施工工期要求内高质量的完成煤矿作业【2】。
三、快速掘进施工技术在大断面半煤岩巷中的具体应用策略
(一)制定完善的快速掘进施工技术方案
在矿道施工过程中,煤矿企业需要根据工程需求制定快速掘进施工技术方案,方案的制定为整个工作安排以及工作流程确定了时间、方法,为保障施工安全、施工稳定性作出了很大贡献。在制定施工技术方案之前,施工团队需要做好施工数据调查工作,详细了解工程信息,比如某矿属于大断面半煤岩巷道,其地质条件复杂,为保证煤矿的正常生产,需要进行大断面半煤岩巷道的掘进【3】。该煤矿总长度为6800m,其中切眼长度为1800m,切眼高度为860m。按照设计要求,该煤矿的工作面长度应该为700m左右,最大回采率为50%。该煤矿的煤层属于中厚煤层,平均厚度在4.0m左右,主要有4个煤柱、1个煤层顶底板岩层和3个煤层底板岩层。由于该煤矿属于高瓦斯矿井,因此,在进行大断面半煤岩巷道掘进过程中,必须加强对瓦斯的防治工作。该煤矿的瓦斯主要来源于顶板和煤层的内蕴瓦斯。在进行大断面半煤岩巷道掘进施工过程中,为了降低煤层内蕴瓦斯对巷道掘进施工的影响,必须加强对顶板和煤层内瓦斯的防治工作。
根据相关研究发现,该煤矿的瓦斯涌出量为1.84m3/t。从地质构造方面来看,该煤矿属于走向长壁回采工作面,具体走向长度为1500m左右。从水文地质条件来看,该煤矿处于高承压含水层地带,巷道掘进过程中存在较高的涌水风险。根据相关资料显示:该煤矿的3号煤层平均厚度为2.25m左右;4号煤层平均厚度为3.75m左右;5号煤层平均厚度为3.85m左右。从瓦斯涌出量来看:3号煤层和4号煤层均属于高瓦斯煤矿区;5号煤层属于中~高瓦斯煤矿区【4】。
为了有效降低巷道掘进施工过程中的瓦斯涌出量,提高矿井建设的安全性和可靠性,必须在进行大断面半煤岩巷道掘进施工过程中加强对瓦斯的防治工作。从实际情况来看该煤矿掘进施工中存在较多的突出因素,比如由于该煤矿属于高应力条件下开采矿井,因此存在较大的瓦斯压力和突出危险性,在该煤矿掘进施工过程中还存在较大的水害威胁。
在该煤矿进行大断面半煤岩巷道掘进施工过程中,为了提高施工效率和施工质量,必须加强对快速掘进施工技术的应用。实践证明大断面半煤岩巷道快速掘进施工技术可以有效提高巷道掘进施工速度和效率。在某煤矿进行大断面半煤岩巷道快速掘进施工过程中,为了确保巷道施工质量和安全性,施工团队采用了“两钻一注浆”工艺进行支护。整个工程方案设定大致为:在进行该煤矿巷道掘进施工过程中采用了2台YTJ23-90型掘进机进行巷道掘进;在巷道内布置了3个锚杆孔;在顶板、两帮和底板位置布置了3个注浆孔。在完成支护后进行了巷道空顶位置注浆,保证了支护效果和支护质量。在大断面半煤岩巷道快速掘进施工过程中,采用“两钻一注浆”工艺进行支护效果较好,每台掘进机开挖一次后就可以对顶板、两帮和底板进行支护,每次至少可以对两个锚杆孔进行注浆。这不仅有效降低了巷道掘进施工难度和风险程度,而且提高了巷道掘进速度和效率。
(二)加强施工工艺管理
在确定了施工方案之后,煤矿企业还需要针对施工工艺问题对煤矿工作人员进行管理,确保施工工艺能够正确运用,掘进工作能够顺利完成。在快速掘进施工技术中,可以选择综合机械化掘进施工工艺,这种工艺具有较高的效率,但在应用过程中会遇到一些问题,影响着快速掘进施工技术的应用效果【5】。值得注意的是,如果在实际操作过程中出现了设备故障问题,工作人员需要及时对设备进行检修和维护。比如当钻杆出现断裂问题时,工作人员则需要立刻停止施工,然后及时更换钻杆,同理当截齿磨损严重时,需要及时更换截齿。一般情况下,在快速掘进作业中出现的大多数设备故障问题都可以通过更换零件来解决,如果无法解决则大概率是设备内部系统故障,这类问题无法在短时间内解决,需要重新制定工作方案,重新开展作业。除此之外,在实施掘进作业时,工作人员需要做好支护工作,当支护效果不达标时,应该对支护进行调整。比如当锚杆和锚索之间的距离小于规定标准时,可以对锚杆、锚索进行加固处理;当锚索和锚杆之间的距离大于规定标准时,可以对锚索进行拆除处理。整个大断面半煤岩巷快速掘进工作中包含的施工工艺较多,本文就以钻眼施工、爆破作业为例展开探讨。
在进行钻眼时,工作人员需要根据具体的情况对作业流程进行科学合理的安排,并合理的确定好钻眼方案。在实施钻眼作业时,工作人员需要采用合适的钻机设备,确保钻机设备能够满足实际施工需求。例如在进行炮眼施工时,工作人员需要先进行炮眼位置选择,然后根据具体情况确定好炮眼深度。在确定好炮眼深度后,工作人员需要根据设计好的钻机设备开展钻孔作业。在钻进过程中,工作人员需要及时对钻进深度进行控制。如果发现钻进深度不足时,工作人员需要对钻机设备进行调整;如果发现钻进深度过深时,工作人员应该及时采取措施进行处理。在钻眼施工时,需要注意避免出现安全事故问题,工作人员需要选择合适的钻机设备;为了保证钻眼质量和进度,工作人员需要合理安排钻机设备的使用时间;如果在钻进过程中出现了意外事故问题,需要及时对事故原因进行分析和处理。
在快速掘进施工中,为了能够有效提升掘进速度,需要选择合适的爆破作业。在实施爆破作业时,应该制定科学合理的爆破方案,确保爆破作业的顺利开展。同时,为了避免爆破时出现堵塞问题,应该合理布置炮眼位置。在爆破之前,应该对炮眼布置图进行检查,确保炮眼布置合理。在实施爆破作业时,应该严格按照相关规定标准进行操作。在实际操作过程中,为了保证爆破质量和安全,工作人员需要注意当凿岩机钻出的眼孔深度小于2.5m时,应该采用深孔爆破方式;当凿岩机钻出的眼孔深度大于2.5m时,可以采用浅眼爆破方式。同时还应该做好检查工作,确保爆破作业可以顺利开展【6】。
(三)做好快速掘进施工组织管理工作
在大断面半煤岩巷道快速掘进施工中,施工组织管理是关键,需要将其作为重点进行管理。在大断面半煤岩巷道快速掘进施工中,施工组织管理的具体内容包括但不限于制定完善的施工方案,制定严格的安全管理制度,建立完善的安全监督机制,落实安全管理人员职责等。在大断面半煤岩巷道快速掘进施工中,管理团队要不断完善各项管理制度,明确施工人员的职责分工,保证各项工作能够高效有序地开展。在大断面半煤岩巷道快速掘进施工中,施工团队要将生产任务分配到各掘进工作面上,根据各掘进工作面的实际情况和需要安排合理的劳动组织、生产计划和进度计划。在分配任务时,要尽可能地做到合理科学,避免出现人员闲置问题。在安排生产任务时,要依据工程实际情况和进度计划进行合理安排,使各掘进工作面能够均衡生产。此外,在大断面半煤岩巷道快速掘进施工中,要落实安全生产责任制,对现场安全进行监管。在生产过程中出现问题时,要及时处理和解决。在大断面半煤岩巷道快速掘进施工中,还要建立完善的考核机制和奖惩制度。考核机制的建立要结合大断面半煤岩巷道快速掘进施工中的实际情况来进行设置,主要考核的内容是工作人员的工作能力以及工作态度,目的是增强工作人员的责任意识,确保整个施工团队的构成都是由专业技术人员组成的。奖惩机制较容易理解,指的是通过奖励和惩罚的方式来帮助施工人员明确快速掘进工作的重要性,以此来严格约束并规范施工人员行为,确保整个掘进工作能够顺利完成【7】。
结束语:
综上所述,大断面半煤岩巷道快速掘进施工技术的应用,不仅可以提高巷道掘进速度,而且还可以确保矿井建设的安全性和可靠性。因此,煤矿企业应该加强对大断面半煤岩巷道快速掘进施工技术的重视程度,根据矿井实际情况,制定合理的施工方案。在进行大断面半煤岩巷道快速掘进施工时,施工人员要严格按照操作规范进行操作,保证施工技术和管理水平符合相关标准。同时,为了提高大断面半煤岩巷道快速掘进施工的质量和效率,施工人员可以采用锚喷支护技术。只有这样,才能确保大断面半煤岩巷道快速掘进施工的质量和效率得到保证,进而促进煤矿企业的健康发展。
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