煤矿井巷工程快速掘进技术的应用研究.docxVIP

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煤矿井巷工程快速掘进技术的应用研究

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关键词：煤矿井巷工程；快速掘进技术；应用研究?

??前言：能源是保证国家经济发展及社会稳定的主要前提，煤炭资源开采在国家经济增长及人们生活水平提高中发挥着重要作用。基于此，采用有效方式，加强目前煤炭开采的安全性及开采速度对于促进国家能源供应具有重要的意义。

一、井巷快速掘进必要性分析

在煤矿产业结构快速调整的促进作用下，大吨位矿井数量逐渐增多，生产规模日益扩大，虽然开采速度明显加快，但是井巷掘进效率却未有实质上的改变。开采和井巷掘进的失衡在很大程度上影响着煤矿业进一步发展，成为向高产高效目标迈进的新台阶。相关统计表明，井巷掘进效率始终较低的原因是掘、锚没有达到平衡，巷道掘进过程中切割的总时间一般占总量17%～34%，而用于锚护的总时间一般占总量50%～67%，可见掘进本身并不需要太长的时间，但锚护作业效率却有很多提高空间。基于此，快速发展并完善掘进、锚护作业工艺与装备，切实加快锚护效率，是提高整个掘进作业效率的关键所在。通过对我国煤矿统计发现，不同煤矿的赋存条件千差万别，所以基本无法研制出具备适应多种复杂条件能力的通用型掘进装备。针对这一情况，首先需要以掘进和锚护平行作业为指导，然后按照因地制宜的原则，研制出良好适应某一类煤矿地质条件的高效率掘进系统。就目前来看，我国各大科研院所及特种装备研制制造企业，都在不断加大高效率井巷掘进系统的投入力度，而且很多新型井巷掘进系统已在煤炭集团中得到实践应用，成绩可观。现阶段，主要有下列几种可良好适用不同地层条件的高效率井巷掘进系统：掘进机超前支护快速掘进、双锚掘进机快速掘进、高集成度快速掘进和高适应性快速掘进。

二、井巷工程施工过程中的问题

2.1地质构造问题

在煤矿开采工程中开采位置的地质构造，不仅在一定程度上影响开采工作的质量效果和效率，还对掘进技术的施工使用上造成一定的难度。加上人为的不正常开采和机械的不规范操作，都会造成煤矿井巷工程中地质环境的变化。当部分地质层受到影响，就很有可能发生顶板事故，增加煤炭开采过程中的安全风险性。另外，由于开采位置的地质构造比较复杂多样，且充满各种不可控的因素，所以井巷工程本身的施工安全性较低，当掘进过程中遇到矿井中含有大量瓦斯时，防突措施执行不到位就容易在施工中发生安全事故，对掘进工作面人员的安全存在一定的威胁。因此，在巷道施工过程中，因地质构造而存在的各种安全隐患问题都会造成掘进效率低，安全性差，不能有效的保护开采环境的稳定性，并且因各种安全事故而造成的人员伤亡不能有效减少煤矿工程的劳动成本，严重时还会增加工程的成本费用。

2.2掘进施工中通风问题

煤矿井巷工程在进行施工时，需要做好一通三防工作，主要是由于巷道施工过程中的煤（岩）体内可能存在瓦斯以及有毒有害气体，再加上巷道施工过程中产生噪音，一定程度上影响施工人员的身心健康。另外，由于在相对狭窄、密闭的施工环境中施工作业，掘进过程中会产生的粉尘及大量的炮烟，降低环境的能见度，同时其中一些颗粒粉尘和有害气体还会危害人员的身体健康。

2.3井巷支护工艺问题

由于掘进施工过程中对围岩稳定性造成的扰动，破坏了原有的应力平衡和围岩的整体稳定结构，一旦围岩在已揭露的井巷范围内变形严重，就会导致岩体的坍塌、垮落。而支护就是人为的对开掘施工中进行修复性补救，使其维持在一个相对稳定的应力状态下。如果支护设计不合理、支护材料不达标、或者未按设计支护参数施工等，就会发生冒顶、片帮等安全事故。同时在井巷支护工作中没有综合考虑巷道断面大小、形状等情况，巷道支护也无法保证施工过程的安全。另外，在井巷支护工艺中没有及时将临时支护更换成永久支护，也可能造成冒顶事故的发生，威胁施工作业人员的人身安全。

2.4掘进设备问题

在进行井巷工程施工过程中，因为施工现场环境比较恶劣、复杂，在掘进设备的使用中会遇到许多问题。由于掘进设备的部分核心技术未能有效掌握，造成部分掘进施工环节不能有效实现自动化、机械化，造成掘进施工工作效率低下，浪费大量的时间和人力。尽管目前煤矿施工生产过程中，有不少相关技术人员对掘进设备进行不断的改良和创新，但掘进设备的整体性能和核心技术的掌握，仍与发达国家有一定的差距。掘进设备的相对落后，阻碍了掘进工作的质量与效率，存在一定的掘进速度慢、效率低、工程成本高等问题。

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三、煤矿井巷快速掘进技术装备未来发展主要趋势

??（1）积极研发全新掘锚一体机技术，增大技术装备适用范围。探索并试验各类新型截割技术措施，特别是可在硬岩条件下应用的技术；研发全新硬岩截齿与截割方法，以不断增大技术应用范围。（2）重视自动控制技术的应用和发展。伴随各类实用型技术飞速发展，井巷快速掘进系统表现出日益明显