如何提高煤矿井巷挖掘效率及质量

2022-09-11

煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源,也是我国需求量最大的资源。但我国存在于地层表面的煤炭资源已经被挖掘干净,剩余的便是埋深较大,挖掘难度大的煤炭资源。在进行这类煤炭资源开采时,对技术的要求比较高。但在现行的挖掘中,不难看出以当今的技术和开采状况,煤矿井巷挖掘的效率和质量存在着严重的问题。本文将重点分析井巷挖掘的工艺以及挖掘过程中出现的影响因素,同时提出相关的解决策略,推动挖掘的高质量完成。

1.煤矿井巷挖掘的工艺及影响因素

(1)煤矿井巷挖掘的工艺分析

工艺作为煤矿井巷挖掘的核心部分,起着十分重要的意义,接下来将从煤矿挖掘中的每一个工艺技术来进行分析。第一,凿岩爆破施工。在煤矿施工中,凿岩爆破施工的工艺主要体现在打眼(图1)、装药和放炮等。工人在具体的工作中,要对每一个环节进行精细处理,尤其是在放炮中,要对其出现的瞎炮进行有效的处理。为了爆破施工的顺利进行,采取质量过关,符合爆破要求的施工设备,进行科学合理的爆破施工。第二,挖掘巷道的风通。由于挖掘过程是在地下进行,故而会面对很多未知的气体。在施工中,作业人员需要采用局部通风和风筒通风方式及时排放出有害气体,提供充足的空气来保障安全。第三,岩石装运。地下煤矿作业中,面对爆破开发方式所掉落下来的岩石,如何安全的将其装运出去也是作业人员必须考虑的问题。在进行平巷挖掘施工时,工程人员通常选用装岩机来运输岩石。如扒爪式连续装岩机和铲斗后卸式装岩机等设备,这些设备可以快速适用各种煤道环境,完成岩石的运输。第四,井巷的支护。煤矿挖掘中,最引人关注的便是安全问题。为了确保煤矿井巷的稳定性,作业人员应当做好相应的支护施工。在具体施工中,首先确定支护的位置选择比挖掘工作面距离稍短,但要保证同挖掘工作平行施工,确保支护作业可以同挖掘施工相匹配。其次作业人员根据煤矿巷道面尺寸,具体形态,使用年限和煤层压力等因素来选择支护材料,提高煤矿井巷的稳定性。

(2)影响煤矿井巷挖掘的因素

煤矿工程的施工难度大,不可控因素多,需要多种施工技术和工艺来支撑工程的顺利开展,同时也存在着许多影响因素(图2)。在这种施工条件下,任何一个细微的因素都会影响煤矿井巷的挖掘,限制煤矿的开采。首先,地质构造因素。煤矿的挖掘主要是在地下,在挖掘过程中不得不考虑煤层地质结构对工程施工的影响。就煤矿施工来讲,开采工作中岩石的硬度、顶板和底板的稳定情况以及围岩节理、瓦斯浓度等都与地质构造息息相关。如果煤矿所在地的地质条件好,那么煤炭开采便会有一个较为安全,稳定的环境,而过于复杂的地质条件便会起到反向作用,从而制约挖掘工作的效率。其次,挖掘设备性能因素。设备在挖掘过程中占据着重要的地位。类型齐全的挖掘设备将会推动巷道挖掘的施工速度,但同时自动化程度以及设备的可靠性依旧存在着较大缺陷,这便使得在选用设备在挖掘过程中,很容易出现各种故障来阻碍挖掘的顺利进行。最后,巷道挖掘的施工工艺因素。分析过去挖掘施工中的相关资料,施工中工期较长的部分是对煤矿巷道挖掘工程中支护的建造和维修。只有保证了巷道挖掘工程中支护的作业的连续性以及提高相应的施工速度,才能提升巷道整体的挖掘速度。而挖掘过程中,使用设备维修的时间长,多次出现故障也会影响施工作业,降低煤矿井巷挖掘的效率和质量。

2.提高煤矿井巷挖掘效率和质量的策略

(1)选用科学合理的施工方案

施工方案是指导施工过程的重要依据,为施工过程提供技术指导和合理的管理安排。一份好的施工方案甚至可以影响工程的施工质量,同时也为工程的顺利开展起着指导作用。在面对煤矿井巷挖掘时,施工方案的制定必须从实际出发,根据施工地的煤矿地质状况,以及施工队伍设备的性能、具备的施工技术等,制定出一份有关挖掘作业方式的方案大纲。同时,再根据煤矿生产的具体情况,不断地完善施工方案,最大程度的发挥出施工队伍的各项优势。

例如,施工中,煤矿井巷挖掘效率同循环次数相互联系,彼此制约。只有准确确定循环进度尺数,才能相应地确定挖掘环循期间内的工作量和时间,再以此来计算每个小队伍的循环次数。而循环次数又与炮眼的深度密切相关,以当前的爆破技术能力来看,只要双方做到完美结合,才能实现效果良好的爆破行动。又如,煤矿井巷挖掘过程中,关于交叉作业的协调时间、循环时间等要做好确定。先前爆破好的炮眼深度此时便决定着挖掘过程中的工作量,进而影响到挖掘所需要的时间。一份科学合理的施工方案便可以指导施工中的每一个步骤都尽量做到最好,从而推动煤矿井巷挖掘的效率和质量。

(2)提高煤矿挖掘的装备水平

工欲善其事,必先利其器。在难度复杂较大的施工工程中,机械设备可谓是担任了大部分的工作量,故而好的机械设备可以让一个施工队伍如虎添翼,从而推动施工过程的速度和效率。但在现行施工中,矿井挖掘设备老化严重,更新换代速度慢,有些工程队伍甚至还采用的是几十年前的古董设备,严重影响着施工的顺利开展。工程负责人在施工之前,应该购买一些技术先进的设备,为施工提供优良的条件。

例如,煤矿企业可以作出一些改变。首先,其可以选派和组织一部分人去先进的矿井进行考察和学习,通过感受先进矿区中的施工氛围以及了解有关先进设备的购买和使用情况,对当今市场上出现的各种设备有一个大致的了解,从而再结合自己矿区的实际情况,来购买最为合适的设备。其次,企业要定期对作业人员进行培训。培训的主要内容围绕着设备的操作和管理展开。一方面,确保技术员可以熟练对设备进行操作,另一方面,确保设备可以得到很好的保养,避免因为保管不力而出现机器设备故障的情况。最后,企业也要定期对设备进行维修和检查,提升机器的稳定性和使用的长久性。当拥有了良好的设备之后,施工中无论是钻眼爆破还是挖掘,建造支护,都会在设备的帮助下顺利快速的完成,从而实现企业煤矿挖掘质量和效率提升的目标。

(3)选用合适的挖掘工艺

挖掘工艺就好像一把把钥匙,而煤矿所在地地质条件就像一把大锁,只有合适的钥匙配上合适的锁,才能打开大门来完成煤矿的挖掘。在施工中,作业人员要考虑到不同地质之间存在的差异,选取作为合适的挖掘工艺来实施工程。

例如,第一,总结过去经验。好的工程队伍要能从过去的挖掘中总结出经验,从而学习到新的事物。企业要根据过去的经验,分析出每一种地质所采用的工艺的优缺点以及匹配度和适应性,从而确定最适合地质条件的施工工艺。第二,注意细节。细节决定成败,细微之处也可能影响着挖掘的效率和质量,甚至对挖掘的安全也起着重大作用,故而施工人员的挖掘工艺必须专注到对细节的把控。最后,符合相关规定,尽力做到最好。每一位作业人员都需要定期进行培训,力求其熟练掌握每一种挖掘工艺,以此来保障施工的顺利开展。