深井煤巷掘进影响因素分析及施工优化.pdf
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1、充煤黑豹杯参评论文45煤矿支护2023年第2 期深井煤巷掘进影响因素分析及施工优化王磊(鹤壁煤电股份有限公司第八煤矿,河南鹤壁45 8 0 0 0)摘要要深井煤巷掘进是煤矿生产的关键环节之一,掘进质量和效率直接影响煤矿生产和经济效益。本文对深井煤巷掘进的影响因素进行了分析总结,包括地质条件、巷道断面、煤岩性质、移动和维修方案、巷道支护与掘进的配合度以及煤岩掘进与瓦斯抽放的配合度等因素。同时,针对这些影响因素提出了相应的施工优化策略。关键词深井煤巷;掘进;影响因素;施工优化1景影响深井煤巷掘进的因素分析1.1巷道设计参数(1)工作面长度根据煤层厚度、倾角、岩性、煤质、采煤法等因素,工作面长度可能
2、有所不同。较长工作面可提高煤的采出率,降低开采成本。但工作面过长,会增加煤与研石混合几率,从而增加后续的分类处理难度。此外,较长的工作面也会增加瓦斯积聚和煤尘爆炸的风险,对矿工生命安全造成威胁。(2)切眼长度切眼是指在开采煤巷前段,为方便煤巷掘进而采取的开掘一段煤巷的措施。切眼长长短和数量决定了煤巷掘进的速度和效率。长切眼可提高后续巷道掘进速度,但会增加煤巷掘进风险,例如地压、冒顶等。此外,切眼数量和位置也需要根据煤巷形状和周围岩体情况进行合理设计,以保证煤巷的稳定和安全。(3)老巷道断面形状和尺寸巷道断面形状和尺寸设计需根据煤层物理特性、地质情况和采矿方法等因素综合考虑。巷道断面设计合理与否
3、影响到采煤生产效率和安全。合理的断面设计可降低掘进难度,减轻支护压力,提高通风效果。如果断面设计不合理,将增加掘进和支护难度,影响采煤效率和安全。巷道断面尺寸需根据煤机设备设计,以保证设备能顺利通过。1.2工作面开采方式(1)前掘回采法前掘回采法适用于煤层倾角大于2 5,煤层厚度较小,煤巷长度较短的情况。前掘回采法主要特点在于采煤面积较小,因此适用于小型煤矿。此外,由于采煤面积较小,采煤机和支护设备的要求较低,可节省成本。前掘回采法缺点在于,掘煤巷需耗费大量人力、物力和时间,因此不适用于大规模开采。(2)后掘回采法后掘回采法适用于煤层倾角小于2 5,煤层厚度较大,煤巷长度长的情况,其采煤面积大
4、,适用于大型煤矿,可满足大规模开采需要。后掘回采法缺点在于,需大量煤巷掘进,增加开采成本和人力资源。另外,由于采煤面积大,需要使用大型的采煤机和支护设备,因此,需要更高的投资成本。1.3工作面开采速度在选择煤巷掘进方式时,还需考虑工作面开采速度。开采速度的高低影响到煤巷掘进效益。工作面开采速度一般由采煤机的性462023年第2 期煤矿支护能、煤层状况、巷道断面大小和支护方式等因素决定。在选择工作面开采速度时,需要综合考虑采煤效率、煤质损失、工人安全和设备磨损等因素。例如,当采煤机的速度过快时,会导致煤炭开采过程中煤尘和噪音产生过多。1.4巷道掘进机参数(1)掘进机型号和性能不同型号的掘进机性能
5、不同,有些掘进机可高效地切割不同类型的岩石和煤层,而其他掘进机则适用于特定类型的煤层和岩石。因此,选择掘进机时需考虑地质环境、工艺要求等因素。(2)掘进机掘进速度和进给量掘进机的掘进速度和进给量是影响掘进效率和质量的重要参数。在掘进过程中,需根据煤巷地质条件、掘进机性能和材料硬度等因素,调整掘进速度和进给量,以提高掘进效率和质量。(3)掘进机刀具选择和使用寿命掘进机的刀具是掘进过程中最重要的耗材之一。不同类型和品牌的刀具具有不同的性能和使用寿命,选择合适的刀具可以有效地降低成本和提高掘进效率。同时,在使用刀具时,需要对其进行有效的维护和保养,并及时更换磨损严重的刀具,以确保掘进质量和安全。1.
6、5工艺参数(1)钻爆参数钻爆参数是深井煤巷掘进中最重要的工艺参数之一,它是爆破作业的关键因素。钻爆参数的选择包括钻孔参数、装药参数和起爆参数三个方面。钻孔参数包括钻孔的直径、深度、间距、数量和角度等。不同的钻孔参数会影响到爆破效果和煤巷稳定性。例如,孔距过大会导致煤巷掏空,孔距过小会造成煤巷塌。除此之外,孔角和钻孔方向的选择也会对爆破效果产生影响。装药参数包括药量、药包长度和装药方式等。适当的药量和药包长度可以提高爆破的效果,但过多的药量和过长的药包会增加爆炸的危险性。装药方式的选择也会对爆破效果产生影响。起爆参数包括爆炸序列和起爆时间等。选择合适的爆炸序列和起爆时间可以提高安全性和爆破效果。
7、爆炸序列的选择包括串联式和并联式两种方式。(2)巷道支护工艺巷道支护工艺是深井煤巷掘进过程中的一个重要工艺环节,其目的是保障巷道的稳定和安全。常见的巷道支护工艺包括钢支撑、木支撑、混凝土支撑、注浆支护等。支护工艺的选择需要根据煤层的硬度、厚度、倾角、地应力等因素来确定。钢支撑是一种适用于较硬的煤层的支护方式。钢支撑具有强度高、安全性好、施工方便等特点。钢支撑还可以根据巷道的不同部位和不同的应力状况采用不同的支护形式,如“U”型钢、“I”型钢、“H”型钢、“L”型钢等。2优化深井煤巷掘进的方法和技术2.1工作面长度和切眼长度的优化在深井煤巷掘进中,工作面长度和切眼长度是影响巷道掘进效率和煤巷稳定
8、性的重要参数。工作面长度和切眼长度的优化需要综合考虑煤层的岩性、地应力、倾角、厚度等因素,还需要考虑通风、排水、瓦斯等安全因素。工作面长度的优化需要根据采煤工艺、巷道支护工艺、工作面碉室等因素来确定。一般来说,工作面长度以煤层顶板的稳定性为主要考虑因素,一般工作面长度不宜超过1 0 0 m。切眼长度的优化需要考虑巷道的不同部位和不同的应力状况来确定,以保证煤巷的稳定和安全。切眼长度与工作面长度的比值需要根据煤层的特征来确定。一般来说,当煤层倾角大于30 时,切眼长度应适当增加,以保证煤巷的稳定。47煤矿支护2023年第2 期2.2巷道断面形状和尺寸的优化巷道断面形状和尺寸的优化是深井煤巷掘进中
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