大断面硬岩巷道快速掘进六位一体关键技术的研究与应用

区域瓦斯治理需要施工大量的岩巷工程,岩巷工程施工速度对具备区域瓦斯治理的时间影响很大。针对区域瓦斯治理工程如何实现快速掘进的问题,分析了戊_9-10-21070运输巷高位巷岩巷工作面围岩赋存特征及岩层性质,结合设备选型及配套生产系统等,为实现快速施工,提出了在大断面硬岩巷道通过采用“巷道层位的合理选择、配套设备选型、配套生产系统优化、断面支护参数及施工工艺优化、施工方案优化、激励约束机制”六位一体快速掘进关键技术体系方案。现场应用实践表明,该技术方案实现了大断面岩巷的快速掘进,月单进达到280 m,巷道稳定性效果较好,为其他类似条件下岩巷快速掘进提供了有益的指导。     

高家庄煤矿大断面硬岩巷道智能化掘进系统研究与应用

针对高家庄煤矿东翼轨道大巷大断面硬岩掘进工作面智能化水平较低、生产效益差、存在安全隐患等问题,提出了高家庄煤矿大断面硬岩掘进工作面智能化高效生产模式,形成了大断面硬岩掘进工作面系统,建立了以快速掘进智能综合控制一体化平台为中心,自移机尾、带式输送机和除尘系统为基础,以掘锚一体机为主体,将人工智能、自动化装备与大断面硬岩快速掘进生产活动相融合,实现了大断面硬岩掘进工作面智能化掘进。智能化工作面掘进实现单班工作人员较传统工艺减少了50%,破岩速度提高了2倍,日掘进尺由1.6 m提高到4.8 m,故障率下降8%,智能化掘进最大限度提高了巷道掘进效率及人工效率。     

深井硬岩大断面巷道快速掘进技术

为了提高岩巷掘进速度,以新巨龙煤矿为研究对象,采用MH620掘进机代替传统爆破掘进技术,形成了一套完整的硬岩快速综掘作业线。分别对影响掘进速度的破岩、装运、支护3大工序进行优化,优化了截割工艺,建立长距离连续带式输送机运输系统,提出了拱型机载液压临时支护技术。工程应用表明:快速综掘技术可提高循环进尺和掘进效率,在巷道断面为26.3 m2,岩石普氏系数为11的条件下,实现了月平均进尺130 m,月最高进尺达到150 m,有效提高了深部硬岩大断面巷道的掘进速度。     

淮北矿区大断面硬岩巷道炮掘与综掘联合掘进方法

为提高大断面硬岩巷道掘进速度,提出了一种炮掘与综掘联合掘进方法。即精确控制多级掏槽装药量,取消周边眼,全断面一次微差爆破,在巷道中部掘进断面积S≤16.0 m~2的槽腔;然后采用综掘机,扩展该槽腔至巷道设计断面。淮北地区采用该掘进方法,大断面岩巷掘进速度提高约40 m/月,巷道施工速度明显加快。     

全断面硬岩掘进机在和瑞煤业的应用实践

针对和瑞煤业大断面全岩巷道以往主要采用钻爆法施工,巷道掘进效率低下,严重制约矿井的生产接替情况,进行基于TBM盾构机设备应用的全断面硬岩巷道快速掘进工艺的实践应用研究。实践效果理想,西一盘区回风巷掘进速度提高了3.8倍,对比钻爆法掘进作业每米单价低1340元,经济效益显著。     

高应力大断面岩巷掘进及支护技术

针对大断面岩巷掘进施工工序复杂、存在较多不安全因素等问题,结合鹤煤六矿-600 m中央水泵房42.89 m2大断面岩巷掘进,提出了适用于大断面巷道的支护技术。通过采用合理的掘进工序和支护技术,并配合有效的监测手段,在保证巷道安全施工的同时,保障了巷道的工程质量。     

小型巷道全断面掘进机快速施工关键技术与应用

岩巷掘进效率对于煤矿高效生产具有重要影响。与传统的钻爆法和综掘机法相比，盾构掘进施工法在掘进效率方面具有显著优势，已逐步应用在煤矿岩巷掘进施工中，但其直径一般都超过5 m，难以适用于小断面岩巷。因此，为提高小断面岩巷掘进速度，综合考虑井筒罐笼提升、设备运力、巷道尺寸、瓦斯治理模式、设备防爆性能、连续化排矸、巷道施工条件等因素，研制出了直径为3.5 m的小型矿用全断面掘进机。基于工程地质条件进行数值模拟，提出砂岩、砂质泥岩和泥岩顶板条件下的最优支护参数，获得了巷道最优支护参数，并通过动态调整实现巷道围岩分类精准控制，达到“围岩控制稳定、支护材料数量精确、支护耗时少”的目标。通过研制钢筋自联网、超长运输能力带式输送机，提高整机变坡范围（-9°～+9°），改进刀盘冷却水循环系统，超前治理断层技术，解决了现场应用中遇到的技术难题。研究结果表明，连续化排矸系统构建、盾构机作业线设备配置、快速始发与拆除技术、巷道精准支护施工及劳动组织方式均为保障盾构机快速施工的关键技术。最后，将该小型矿用全断面掘进机及快速施工技术应用于顾桥矿东一边界回风巷，7个月内完成3 115 m岩巷掘进施工，月进尺600.6...     

大断面岩巷掘进提效措施分析

为了改善煤矿大断面岩巷掘进速度慢、掘进效率低的问题,探讨了巷道掘进速度的影响因素,在不改变巷道目前机械设备、支护方式等的情况下,提出了组织培训和技术交流的形式提升作业人员专业素质、建立健全生产组织管理制度和激励制度、优化掘进施工主要工序施工时间、强化队组的施工质量管理、安排专人检修维护机电设备等技术措施。现场试验结果表明:全队职工养成了良好的交流和作业习惯,各工序施工质量也有了明显的提高,巷道的成型也较好;巷道掘进速度明显提高,由最初的日均2.5 m逐步提高到了5.2 m,提高了108%,实现了大断面岩巷快速高效掘进。     

硬岩平巷炮掘法快速施工工艺技术研究

针对岩层比较稳定、普氏系数f＞8、断面为14～20 m2的硬岩平巷炮掘法掘进,提出了一种快速施工技术.通过现场实践,鲁班山北煤矿运输大巷达到硬岩巷道最高月掘进433 m、平均月进尺400 m、平均工效4.17m/(月·人)的全国水平.     

煤矿小断面硬岩巷掘进用远控钻机

针对煤矿小断面硬岩巷道传统爆破施工过程中打孔效率低,劳动强度大,安全性低的问题,研制了一种适用于小断面硬岩巷掘进用远控钻机,钻机由钻机本体与电控系统组成;钻机本体集主机、泵站、履带车体、附属部分等部件于一体,结构紧凑、体积小;电控系统包括操控台、遥控器、控制柜、传感器组和电磁启动器,可以实现钻机的远程控制以及状态监测。试验表明:该远控钻机布局合理,操作灵活,可实现远程控制并能实现钻机状态监测,为提高小断面硬岩巷道掘进施工效率,减少劳动强度,提升安全性提供了借鉴。     

岩巷快速掘进机械化作业线配置研究

随着我国经济的高速发展,每年对煤炭的需求也逐渐增加,直接带动了煤炭的快速增长。为了满足煤炭生产以及矿井接替需要,针对大断面岩巷掘进效率低下的问题,研究分析出一套提高岩巷掘进进尺的方法,并对施工工艺进行优化,在解决岩巷掘进效率低下的问题中,使用机械化配套设备组成快速掘进作业线,配合中深孔爆破技术,解决了岩巷掘进效率低、劳动强度大、巷道成形不理想的问题。     

突出矿井岩巷大断面综掘机快速掘进工艺优化与应用

为稳步提升矿井岩巷单产单进水平,加快掘进速度,缓解工作面接替紧张局面,针对深井高地应力、三软复合围岩等制约因素,通过科学分析,对施工工艺、支护设计、运输系统、劳动组织等进行重新优化,制定了针对性解决措施,研究符合特殊地质条件下岩巷大断面综掘机快速掘进技术,最终实现最大限度平行作业,发挥大功率综掘机重装优势,有效减少了岩巷掘进及支护成本投入,提高了巷道单进水平,缓解了采掘接替紧张的局面,为矿井顺利采掘接替提供了基础保障,同时瓦斯治理巷道的提前完工,为灾害治理提供了有效的时间及空间,为类似地质条件的矿井在岩巷大断面综掘机快速掘进技术方面提供了借鉴。     

陈四楼煤矿岩巷综合机械化掘进探索

为提高岩巷单进水平，减轻职工劳动强度，在“多上设备少上人”的理念指导下，陈四楼煤矿一直在探索着岩巷快速掘进技术，先后在不同地点、不同条件下实践了6条不同设备配套形式的岩巷作业线，通过对不同岩巷作业线优缺点的对比，在探索中不断改进，使得在不同条件下的岩巷作业线形式逐渐清晰、成熟，最终总结出了适合陈四楼煤矿较为成熟的岩巷作业线，车场、联络巷等较短或拐弯较多的巷道采用耙装机+胶带输送机+采区矸石仓岩巷作业线形式，主要大巷采用液压钻车+挖掘装载机+胶带输送机+采区矸石仓岩巷作业线，与传统的人工打眼、耙矸机+矿车出矸系统比较，采用岩巷作业线平均单进水平由传统工艺的60 m/月提高到90 m/月，施工人员由12人减少到8人，极大地提升了岩巷单进水平、提高工效，降低工人劳动强度。     

煤矿巷道支护参数优化与快速掘进技术研究

根据2674回风巷具体地质概况,对巷道应力进行了分析,并根据围岩地质条件进行了巷道支护参数优化,同时研究了快速掘进技术的施工方法,主要包括支护工序、永久支护工序安排及要求、锚杆施工安装工艺、支护工艺、支护形式、施工工艺、装载与运输等,最后进行了巷道围岩变化监测。研究表明,采用优化以后的支护工艺和支护参数,能有效减轻工人劳动强度,降低巷道支护成本,巷道掘生产效率提高了25％,同时巷道变形量也显著减小。研究为相似条件下巷道快速高效掘进提供了技术支持。     

煤矿采区泵房、变电所及水仓快速掘进技术研究与应用

主要对陈四楼煤矿北翼-640 m泵房、变电所及水仓岩巷掘进的地质条件进行了研究,分析制约岩巷快速的影响因素,提出了有针对性的施工工艺方案,并在实际生产中得到了应用。采用巷道工程设计优化、大断面分层施工及大坡度上山施工法、“先喷后锚”和“锚杆+锚索”梯次耦合支护工艺等,有效配合“耙装机+胶带输送机+采区矸石仓+串车”联合出矸方式,可实现安全高效快速掘进的目的。通过对北翼-640 m泵房、变电所及水仓快速掘进技术的实践应用,为相同地质条件下岩巷快速掘进提供了依据。     

煤矿小断面岩巷钻爆法快速掘进技术研究

煤矿中岩巷的掘进速度往往是煤炭开采时间的决定性因素,岩巷的快速掘进是煤矿生产的保证,但是不合理的爆破方案、落后的掘进设备以及繁杂的工程管理往往制约着岩巷的掘进效率。岩巷掘进水平关系到煤矿正常生产接续,针对阳煤集团一矿某高抽巷掘进速度较慢的实际,首先对制约试验巷道掘进进尺水平的因素进行分析,根据分析结果对爆破参数进行了优化设计,尤其是针对掏槽爆破孔的重新设计,最后对爆破效果进行多方位的对比检测。试验结果显示,优化的爆破方案能够有效地提高巷道掘进效率,巷道的单循环进尺、大块率、炮眼利用率等指标明显优于原爆破方案,月进尺也由70 m/月提高到85 m/月,圆满完成并超过矿上给定的指标。     

复杂地质条件下预应力注浆锚索全长锚固技术研究与应用

随着煤矿开采深度的不断加大,深部支护的矛盾逐渐突出。针对平煤矿区某矿-700 m高位瓦斯巷掘进支护过程中随着地应力的不断增大、施工中支护难度加大的实际问题,采用不同的注浆材料可以改变岩土结构及力学性质的理论方法,进行了注浆锚索锚注支护机理及施工工艺的研究,并通过采取“注浆＋中空注浆锚索联合支护”施工技术,解决了深部软岩掘进巷道缩帮、缩顶、蠕动变形的技术难题,有效提高了深部围岩的抗压强度和自承能力,从而改善巷道的区域稳定特性。实践证明,采用锚注支护,可以有效控制软岩巷道深部围岩的变形与破坏,增强巷道的稳定性,取得了良好的支护效果,改善了现场支护环境,为同类工程施工提供了技术借鉴。     

岩巷快速掘进技术研究

平行作业和机轨合一的运输系统是提高岩巷单进的关键因素之一。在多年的岩巷施工管理中,出矸和运输问题往往是制约单进的主要因素,那么施工过程中合理布置机械化作业线就尤为重要。永兴公司在孟津煤矿-347 m水平排水系统改造工程水仓施工中,面临巷道变向多,坡度调整频繁,出矸、进料困难,巷道掘进速度过慢,工人劳动强度大等问题,严重制约了矿井正常生产。为提高劳动效率和巷道单进水平,采用合理选择布置刮板输送机、胶带机等新装备,并采用“三掘三喷”的新技术、新工艺,优化了施工工序,缩短施工时间,实现了出矸、进料平行作业,更体现了机轨合一的合理机械化布置,实现了大断面机械化平行正规循环作业。该一系列措施得到了成功应用,巷道单进由原来的月进度60 m增加到101 m。     

“两软一硬”厚煤层综采工作面超前扩巷施工技术研究与应用

某矿204综采面运输巷掘进期间,进入厚煤层时,由原来的沿顶掘进逐渐进入托顶煤施工,22204综采面回采期间,厚煤层区域由于巷道变形严重,不能满足采面安全生产的需要,同时也为了满足后期沿空留巷的需求,需要对22204运输巷进行扩巷、沿顶施工。在厚煤层中进行扩巷,由于之前托顶煤施工,顶煤最厚处达到3 m,若要沿顶施工,巷道中高将达到6 m左右,且扩巷后由于断面大,更容易导致巷道变形。针对厚煤层扩巷施工方面存在的问题,通过对综采工作面超前扩巷施工技术的研究,采用分层作业以及顶板打注浆锚杆、锚索,帮部打设锚索梁的方式,成功解决了厚煤层扩巷施工的难题。研究为地质条件类似的矿井在厚煤层综采工作面超前扩巷施工提供了参考。