矿井巷开拓工程施工及质量管理

矿井巷开拓工程施工及质量管理

张国老

淮河能源煤业公司朱集东矿

   摘要：随着信息技术在煤矿生产中应用水平的不断提高，煤矿生产效率不断提高，对巷道掘进速度的要求大大提高，巷道能否快速、高质量地掘进，成为保证采煤安全的关键。结合矿山生产实际，总结了影响快速掘进的因素，并提出了相应的处置措施，对于促进矿山生产具有积极意义。

  关键词：煤矿开发；快速掘进技术；研究；分析

  1快速掘进技术介绍

  1.1采煤机位姿校正技术

  掘进机掘进位置和方向检测与校正技术的工作原理可以概括为：利用大量的传感器设备实现对掘进机状态的实时监测，以确定掘进机的实时工作状态，采用组合定位算法和惯性导航算法对测量数据进行计算。但在实际工作中，纠正方案需要根据实际情况进行确定。由于煤矿井下巷道地质环境的复杂性，影响巷道掘进的因素很多，使其位置和姿态不断变化，不能满足巷道掘进的一致要求。虽然机器视觉定位、超声波定位、激光定位等多种技术已在隧道工程中得到应用，但在单一应用过程中容易受到各种因素的干扰，与实际工作开展的快速、准确要求不相匹配。因此，研究开发了多种技术组织和应用方法及纠偏方案，该系统不仅包括了以前的单一技术，还包括捷联惯性导航定位技术，该系统设置了捷联惯导系统的4个移动基站和4个固定基站，实现了捷联惯导系统的整体位置校正。在实际应用中，可以通过掘进机运动的相对变化来获得掘进机位置和姿态的变化，然后与激光测距仪一起确定掘进机模块的坐标值，从而实现对掘进机位置和姿态的确定。

   1.2巷道自动切割整形技术

   煤矿井下巷道结构的切割轨迹不同，形成巷道的效果也不同。最常用的路径是“s”形。切割系统首先读取掘进机的绝对位置和姿态，然后根据捷联惯导原理计算掘进机切割机构与巷道的相对位置坐标，然后设置切割点，并根据预先设定的切割路径进行自动成型操作。断面自动成形的应用主要涉及三项技术，主要包括：断面成形误差分析、自适应切削控制和切削轨迹跟踪。通过三种方法的综合应用，最终实现了型材的自动成型和切割。隧道掘进技术应用中的掏槽过程不仅包括掏槽本身，还包括掏槽和刷槽。

   1.3掘进机故障监测技术

   掘进机故障监测技术的具体应用过程是自适应诊断的过程，涉及内容广泛。在实际操作中，需要依靠系统中设置的隔离传感器对掘进机的截割速度、截割电流、位置姿态等进行监测和比较，以便及时了解掘进机的实时运行状态，然后根据不同的运行工况进行系统自动检测和报警。 一定的偏差将不可避免地出现在矿井贯通中，在空间的三个方向都有可能发生误差位置。在纵向上偏差位置表现为：通过通道连接的巷道中心线的链接处的偏差，坑道中心线方向上的长度偏差是不会对长距离矿井的贯通工作产生影响的。如果参数超过设定的5秒范围，可以进行故障报警和数据原因分析。
   2影响开发与开挖工程快速施工技术的因素
    2.1现有施工技术和设备
   我国在煤矿及相关技术装备的开发与创新方面存在较大差距。随着社会和科学技术的飞速发展，传统的施工工艺和机械设备已逐渐完全不能满足现代社会工业发展的需要，煤矿企业必须扎实有效地引进先进的施工技术，改进和提高施工技术，引导施工设备向更加自动化、更加智能化的方向发展。在我国目前的煤矿开采工作中，隧道掘进施工支护时间占据了整个施工期的大部分时间，这在施工期是非常浪费的，减缓了采掘工作的速度。同时，矿山的老化和施工设备的频繁故障也阻碍了隧道工程的进展。
   2.2环境破坏和污染严重。
   当今世界环境问题亟待解决，这个行业的发展或多或少会对环境产生负面影响，这在现阶段是无法避免的，只能改善。矿产资源的开发和开采必然会对环境产生影响，尤其是煤矿。煤炭开采通常非常广泛，对环境的影响比开采其他矿物更大。采矿方法相对落后，对矿区水土资源影响较大。在生产建设过程中，无论是表层土壤还是下层岩石、地表都会遭到破坏，这将间接影响地下水资源的循环，还会污染周边河流，甚至减缓煤炭资源的再形成，这对行业的可持续发展是非常不利的。然后是隐藏的破坏。在挖掘地下土壤时，通常会产生大量的瓦斯，这种瓦斯是有毒气体。

   2.3施工人员的工作素养和技术能力都需要持续培训。
   我国目前的社会经济发展水平已不再是几十年前落后的局面，在矿产需求和产量方面早已不容小觑，煤矿产量长期处于供不应求的局面。但是，我国煤炭行业从业人员的职业素质可能比其他行业差一点，他们大多不具备现代高瞻远瞩的管理技能。业内多数公司看重的是公司眼前的利益，而不是公司长期成功的关键。而且，施工组织管理人员在整个开挖生产过程中，从来没有一个详细、全面的工作方案，导致许多不正确的工作方法和行为。施工人员对于开挖所需的工作技术掌握也很浅，没有专业知识，先进的设备无法使用，好的设备无法发挥作用。
   3快速掘进技术在煤矿开采中的具体应用策略
   3.1选择合适的掘进设备，合理利用。

    一般来说，在煤炭开采过程中，巷道掘进工作量偏高，为了实现煤炭的快速掘进，煤炭企业首先需要选择合适的掘进设备。所选设备应具有良好的破岩能力和较高的掘进效率，且设备操作简单。普通掘进机，结合设备功率等因素的影响，综合分析后，应适当调整巷道断面工作范围，注意工作面数量，以弥补原采矿方法的不足。在掘进工作中，首选快速掘进设备，采用支护锚杆支护技术，提高掘进效率。在掘进设备的选择上，结合巷道掘进的具体情况，结合地形，选择适应性好的高效掘进设备，尽可能做到成本优化控制。
   3.2掘进工艺改进
   为了提高掘进效率，减少对设备的损坏，采用差速掘进法提高掘进效率，提高设备的使用寿命。例如，在地质条件较好的地段，采用中洞及围挡的开挖方式，提高了开挖效率，合理控制顶板出露时间，保证工作面顶板出露时的安全，采用中间切割方式，施工选择助刷法。在隧道开挖中，通常采用快速开挖技术，但快速开挖受支护时间的限制，导致施工效率下降。因此，施工单位应充分重视支护时间，统筹安排时间，做好支护规划，缩短支护工作对掘进时间的影响，确保快速高效地完成掘进任务。
   3.3快速掘进技术
   运输系统是实现快速掘进技术的关键环节。在快速掘进作业中，传统的卷扬机、镐装机等煤炭运输方式已不能有效保证运输效率。因此，在快速掘进中必须配备高效的运输系统，以保证掘进的快速性。以适应巷道的快速开挖。结合工程实际，选用高效带式输送机，既能保证煤炭的高效运输，又能降低事故率。带式输送机具有良好的输送能力，其自动化程度高、维护方便、可靠性高，在隧道掘进作业中，其输送能力得到了很好的体现。本实用新型结构简单，操作性强，运输可靠。
   3.4巷道支护技术管理
   在隧道开挖过程中，为了保证隧道的安全，达到快速开挖的目的，必须重视巷道支护。巷道支护费时费力，已成为制约煤矿高效开采的关键因素。矿井贯通需要对仪器进行更精确的测量。但不同仪器的测量精度不同，仪器本身的精度对贯通测量的精度有很大的影响。锚杆支护技术能有效地保证巷道支护的要求和安全性，并能与巷道开挖有效地衔接，有助于提高巷道开挖效率。在快速掘进技术的应用中，必须重视支护技术的优化，不断加强支护技术管理，及时解决问题，确保煤矿安全开采。
   4结论
   煤矿生产巷道的快速安全掘进对煤矿生产的可持续高效发展具有重要意义。矿山管理者必须高度重视有关问题，积极组织生产中的专业技术力量，结合生产实际进行有针对性的分析和探索，为了找出影响快速开挖的因素，探索有针对性的措施，为快速开挖提供有效的防护。
    参考文献：
   [1]杨志勇.实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析[J].中阿科技论坛（中英阿文），2018（04）：30-33+117-121.
   [2]陈洪武.煤矿开拓掘进工程快速施工技术研究[J].科技创新导报，2014，11（06）：21.