千米深井巷道快速掘进工艺及保障体系的建立与探索

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对矿井巷道快速掘进的施工技术探讨

对矿井巷道快速掘进的施工技术探讨

对矿井巷道快速掘进的施工技术探讨煤矿随着开采机械化程度的提高,井巷工程衔接紧张,因此本文对矿井巷道快速掘进的施工工艺的研究,就是为了在实际的施工过程中可以提高矿井稳定性以及高产,因为这一工艺是煤炭开采过程中的一个重要过度环节,对开采效率具有关键作用。

故本文中,笔者将对巷道的快速掘进做出研究分析。

标签:矿井巷道;快速掘进工艺;施工技术探讨1 加强地质预测预报工作,为巷道连续快速掘进打好基础开采煤炭的进度以及施工快慢,受地形地质条件的影响很大,所以在开采之前我们需要对地质进行一个全面的评估考察,做好地质预测预报工作。

地质预测预报工作可以从以下几方面着手:隧洞开挖面地质素描,岩体结构调查,超前钻探,地质雷达等。

2 优化运输系统,加快运输效率在传统的运输系统中,业内工作人员通常会沿用矿车排矸运输的方式,但事实上这一做法存在着自身的不足以及安全隐患。

一方面坚持“矿车不进掘进头”的原则,另一方面改进传统运输系统为皮带机运输系统,并且更新设备,变原来的绞车局部补充为胶带运输来提高效率。

这样一来,不仅可以大大降低以往的事故发生率,而且还能提高施工效率,节省人力物力等资源,一举两得。

3 采用中深孔爆破,多循环作业在巷道的掘进施工期间,一方面要优化施工的爆破布孔方式,另一方面要落实好中深孔爆破技术的应用,以此来把提高现场施工的效率与质量。

3.1 对于岩巷,我们可以采取以下措施严格执行岗位责任制;钻眼前要认准中腰线,根据中腰线确定周边轮廓和眼位;钻眼作业时必须严格做到准、平、直、齐,以保证爆破后能形成比较整齐而基本垂直的作业面;据岩石硬度调整爆破图表,控制装药量,严格控制周边眼的装药量;一炮三研究:研究施工方案、研究施工程序、研究施工效果。

这样可以确保巷道一次成形。

3.2 对于煤巷,我们可以采取以下措施首先,我们来对比以下两种掘进数据:第一种:浅孔爆破技术的应用,布置炮眼深度为0.7m,循环进度为0.6m;第二种:中部炮眼的深度和顶部炮眼的深度分别为2m和1.5m,循环进度为1.8m。

煤矿井巷工程中快速掘进技术的探讨

煤矿井巷工程中快速掘进技术的探讨
进行 通风 。
限破断强度为 4 0 t ,延伸率为 4 . 5 %左右 ); d 2 2 mm的锚索为增加其可弯曲 性 能 ,采 用 1 9 股 钢丝组 成 ( 极 限破 断强度 为 6 0 t ,延 伸率 为 7 %左 右 )。 从 锚杆 支 护设计 方 法 、支护 材料 、井 下施工 工 艺及监 测 方面进 行综 合研 究 。 在掘进 巷 道断层 、破碎带 条 件下 ,可选 用新 型 聚合注 浆 产品等 支 护材料 , 还
多年 监理 工作 经验 ,主要 分析 了煤 矿施 工 中制 约煤矿 井 巷快速 掘 进 的因素 ,进 而提 出 了提高 井巷 快速 掘进 的技 术措 施 。 【 关键 词】 煤 矿 生产 巷 道工 程 快速 掘进
中 图分 类号 :X 7 5 2 文 献标 识码 :x 文 章编 号 :1 0 0 9 -9 1 4 X( 2 0 1 3) 3 4 —0 2 2 9 —0 1
可选用 矿 用工 字钢 +金 属 网 +锚杆 +局部锚 索 +局部 注 浆联合 支 护方式 , 解 决松 软顶 板巷 道支 护技 术难 题 。 ( 2)开发锚 杆快 速安 装 工艺 ,即搅 拌树 脂 卷 ,上托 板 、拧螺 母一 次完 成 ,提高 支护 效率 。 4 . 2 推广 改进 锚杆施 工 机具 ( 1 ) 传统 掘进 工艺 中, 采用 b l Q T一1 2 0 型风 动锚 杆钻 机进行 顶 板锚杆 眼的钻 孔 、 顶 板 锚杆 的搅 拌安装 ;采 用 Z MS 3 5 型风 煤钻 打帮 锚杆 眼 ,风 动 锚杆 安装 器搅 拌安 装锚 杆 ,人力 扳手 预紧 。根 据现 场 围岩情 况 ,在顶 板为砂 岩 、页岩 时 ,可采 用 MQ T一1 2 0 型风 动锚 杆钻 机进 行顶 板锚 杆 眼 的钻孔 、 顶板 锚杆 的搅 拌安 装 。 紧 固螺母采 用 风炮 。 在煤 巷 、 半煤 巷帮 部则采 用 7 6 6 5 型风 钻钻 孔 , 采用 防突钻 机搅 拌安 装锚 杆 , 紧 固螺母 采用 2 6 0 0 型气 动 扳手 。 同时 , 锚 杆使 用 机械安 装 , 安 装可 靠性 高 ,避 免 了人 工操 作 的随 意性 ,保 证 了安 装质 量 。 避 免 了过去 锚杆 使用 扳手 人工 紧 固时 随意 l 生强 , 难 以保 证足 够 的预 紧力 等 问题 。 ( 2)引进 大功 率气 扳机 安装 锚杆 ,避 免人 工 紧锚杆 ,保证锚 杆 安装 质 量 。每根 锚杆 的 安装 时 间平均 减少 5 ai r n 以上 ,大大 减少 了支 护 时间 ,可 以提高锚杆的初锚力和可靠程度 ,进一步提高巷道单进水平 。 ( 3 )在现 用风 动锚 杆支 护 钻眼机 具 的基 础上 ,引 进适 应硬 岩条 件煤 巷 施工 的 掘锚一 体 化钻机 。 ( 4)引进 或研 发 大扭矩 旋 转一 冲击 新型 锚杆 钻机 ,加严 格支 护设 计 ,确保 支护 强度 。开展 快速 支护 参数及 工 艺研 究 。 结合现 场 具体条 件 ,选择 合 理的掘 锚 工艺技 术 ,进一 步 优化锚 杆 支护参 数 , 减少作 业 工序 , 缩 短安装 锚 杆的 时间 , 加快 锚杆 支护 速度 。在软弱 破碎 煤岩 体 、高应 力等 困难条 件下 大 断面 . 受二 次动 压影 响 的巷 道支 护 ,可 采用 强力 锚杆 、锚索 支护 系统 ,使用 直径 2 5 m m 强 力锚 杆 ( 极 限拉 断力 4 2 0 k N,屈 服力 为 3 2 0 k N,延伸 率 1 8 % ,杆尾 螺纹 规格 M 2 7),钻孔 直径 为 3 4mm, 配 K 2 8 3 5 . Z 2 8 6 0规 格 的树 脂锚 固剂 及相 应 强度 的托 板 ;直 径为 1 9 m m 和 2 2 m m 型强力 锚 索 ,树脂 端锚 配合 钻孔 为 d 2 8 m m,树脂 与 注浆联 合锚 固 配 合 钻孔 为 d 3 2 mm 或 d 3 6m m。 其 中, d 1 9 mm 的锚 索为 7股 钢丝 组成 ( 极

煤矿巷道快速掘进关键技术探讨

煤矿巷道快速掘进关键技术探讨

应用技术与设计2018年第18期115当前煤矿作业需要快速掘进技术的保证,特别是对于竖井、斜井、水平巷道的快速掘进都至关重要。

巷道快速掘进不但能够提高效率,而且也可以使其成本降低。

但纵观国内煤矿作业实际情况分析,煤矿作业仍旧处于半机械化,这对现代化煤矿发展会产生阻碍,尤其对比国外煤矿已经完成了全机械化作业。

虽然现在国内的很多煤矿都能够实现快速掘进,但是影响掘进速度的因素有很多,下文对此进行了分析。

1 煤矿巷道快速掘进工艺现状1.1 后置支护快速掘进工艺在进行巷道掘进施工作业时,相关作业人员应依据实际情况,对掘进作业与支护作业进行科学、合理的调整,应让临时支护作业与永久支护作业密切配合。

当需提高掘进效率的情况下,通常可采用适当牺牲部分作业空间,进一步获得掘进时间的后置支护方式来实现快速掘进。

对后置支护掘进工艺而言,其包含的设备主要有掘进机、进行临时支护的支架组、锚杆钻机等,在后置支护作业中,其所用到的核心设备主要为临时支护作业支架组。

具体工艺流程为:采用掘进机实施掘进作业,装运机进行清渣;同时让支架组及时跟近开展临时支护作业,借助运锚机进行永久支护,完成了单个循环作业。

在该循环作业中,人们通常是一边进行掘进及装运清渣,一边实施临时支护作业与永久支护作业,可让两者同时进行,可显著提高掘进效率,让巷道真正实现快速掘进。

1.2 前置支护快速掘进工艺在实际掘进作业中,在掘进迎头时把永久支护顶板的操作完成,人们称这种快速掘进工艺为前置支护工艺。

其采用的是掘一锚一以及掘一锚二的方式进行的支护,该掘进工艺虽然会耗费部分掘进时间,但有助于更好的保障矿井顶板安全。

当应用该种快掘工艺进行生产作业时,省去了临时支护作业。

或只在进行永久支护作业时,借助机载临时支护设备来进行简单的临时支护,这样可大幅缩短掘进耗,提高掘进效率。

在实际生产中该种掘进工艺的主要掘进流程为:先让掘进机实际掘进一个或两个锚杆排距,然后再让掘进机适当后退甚至退出,采用锚杆钻机实施锚杆支护,再让锚杆钻机退出,并让掘进机到迎头中试着掘进一个锚杆排距或两个锚杆排距,这样便顺利完成了单个作业循环工序。

煤矿巷道快速掘进关键技术探讨

煤矿巷道快速掘进关键技术探讨

煤矿巷道快速掘进关键技术探讨摘要:煤炭资源是社会经济发展的重要基础,提高煤矿企业的开采技术对于我国经济的发展具有非常重要的意义。

为了实现这一目标,在煤矿巷道掘进工作中应不断提高技术水平,制定一系列的优化措施,实现快速掘进,这对于企业的发展也具有非常重要的意义。

关键词:煤矿;巷道;掘进;技术在传统的大断面巷道掘进作业中,打眼作业、出矸作业以及支护作业为三个重要工序。

这三个工序几乎应同时进行,但在实际生产中,在人员条件、空间条件还有时间条件的影响下,这三者之间已发展为一种互相制约与互相联系的关系。

当前人员条件、时间条件以及空间条件这些影响因素间的不协调,已经严重制约了矿井巷道掘进速度,对此,要想大幅提高矿井巷道实际掘进速度,让矿井实现快速掘进,必须学会科学、合理的调配这三者的关系,同时更应从矿井实际情况出发,重视引进综合一体化掘进技术,采用现代化的综合机械化掘进方式来进行掘进作业,这样才能显著提高巷道掘进速度。

1综合机械化掘进在巷道综合机械化掘进作业中,人们主要用到的设备大致可分为:掘进机、锚杆钻机以及运输机这三大类,要想让巷道实现快速掘进,首先应学会如何选用这些设备,下面就简单介绍一下这些设备的具体选型方法。

1.1掘进机的选择在选择掘进机时,应首先从本矿井实际地质情况出发,并充分结合巷道断面设计情况、施工要求等把所需掘进机的外形情况、结构情况以及重量大小等参数都大致确定出来;其次,应基于煤岩硬度大小,粘结性大小以及节理构造情况来重点选择掘进机截割头的结构与功率大小;最后,在选好掘进机后,在后期日常生产作业中,为使其效能得到充分发挥,还应以本矿井实际情况为基础进行必要的调整改进。

如首山一矿应用的EBZ-260H型掘进机,在实际生产作业中,工作人员便依据实际情况对掘进机进行了必要改进,把掘进机的普通截齿逐步换为了高强度的截齿,有效延长了截齿截割寿命,缩减了截齿更换次数,有效提高了巷道掘进速度;在掘进施工作业中,分力管控了操纵油路与齿轮油泵,这样会更宜于油脂的更换操作;改造了链环与刮板的结构及位置,有效避免了掘进机在实际施工作业中发生的分流器不同步现象以及耙爪动作速度偏慢、装载能力不高等问题。

矿井岩巷快速掘进技术探讨

矿井岩巷快速掘进技术探讨

矿井岩巷快速掘进技术探讨摘要:本文浅要分析了对于巷道快速的掘进产生一定影响的要素,并且简单的分析了对解决此问题的有效措施,企业要想促进此技术科学合理的发展,煤炭企业在掘进岩石巷道方面就必须保证该技术的有效性、合理性和快速性,推动煤矿企业在掘进巷道方面的开采质量和速度平衡。

关键词:巷道;快速掘进;方法引言随着我国经济的迅猛发展,我国的工业化水平也随之稳步上升,因此在开展工业化过程中对能源的需求也在不断的增加,据有效数据显示,我国80%的一次性消费的能源供给是来源于煤炭。

为了国家的健康、科学的快速发展,促进国家的可持续发展,岩巷工程是煤炭能源工业发展的重要成分,岩巷工程技术的改进在整个煤炭的发展过程中发挥着不可替代的作用。

因此在保障矿井的开采区、“三大接替”等工作顺利进行的前提下,我们必须要把煤矿井巷的工作的快速性、有效性和合理性放在工作的首要地位。

在进行岩石巷道掘工作的过程中,岩石不仅比较完整,坚硬系数f还大于12,这就是影响矿石开采进度的最重要的因素,如果在工作过程中,对岩石巷道要求断面大且地质构造又有些不清晰地话,这样就会很大程度上影响矿石井巷工程的开采掘进的速度和工作进度,进一步对煤炭生产的质量和速度也会产生极大的影响。

为了使得煤炭满足不断快速发展的工业需求,需要提高岩巷开采掘进速度,本文将浅要分析岩巷开采掘进技术。

一、影响因素分析巷道的掘进工作是一个相对比较复杂的、一体化的施工过程,它不仅需要紧密连接各个生产的工序,而且巷道的掘进对于掘进设备的技术水平依赖性很强。

在当前技术发展水平开看,无论是国产的还是外国进口的掘进设备对于煤矿岩石巷道快速掘进的需要都很难满足。

(一)机械化的技术装备的水平低当前我国的岩巷技术方式主要有两个方面的体现:一方面是即使我国的一些企业在装卸和运输方面实现了机械化。

但是还有一些工作仍然需要借助人工来完成,例如:打眼、喷浆等,我国大多数的煤矿企业存在此类的施工现象。

虽然我国在很多方面的工作实现的机械化,但是在研制岩巷掘进设备的方面依然存在不足之处。

煤矿井巷工程中快速掘进技术微探

煤矿井巷工程中快速掘进技术微探

煤矿井巷工程中快速掘进技术微探摘要:目前我国正处于现代工业化上升阶段,能源作为其发展的重要组成部分,成为了国民关注的重点。

在能源利用中,煤炭可以说是最主要的能源之一。

它的供给为国家发展打下了稳定的基础,其供给能力直接影响了我国在国际竞争中的综合实力。

因此在煤矿开采过程中,相关人员应当从开采质量、开采效率、安全稳定性以及可持续发展上总体考虑。

关键词:煤矿井巷;快速掘进;技术0引言随着我国科学技术的发展脚步逐渐加快,我国煤矿井巷工程中的快速掘进技术的工艺水平也不断提高,这就使得我国煤矿开采效率较之前相比取得了较大进步。

我国煤矿企业主要利用锚杆钻车以及连续采煤机进行多巷道掘进,这种掘进方式可以有效加快开采进程,提高煤矿企业的开采效率。

1煤矿井巷工程主要的施工方法以及施工工艺目前我国部分煤矿企业仍然采用炮掘的方式进行掘进,这种掘进工艺操作起来比较简便而且施工成本较低,因此被大部分煤矿企业所采用。

但是炮掘技术挖掘进度较慢,这就会影响企业的施工进程以及开采效率,难以满足社会发展的需求。

我国煤矿企业常用的掘进法有钻爆法以及岩巷综合机械化掘进法,主要的施工工艺有凿岩爆破、掘进通风以及岩石装运。

1.1钻爆法掘进施工钻爆法是煤矿井巷工程掘进作业过程中比较常用的一种施工技术,钻眼爆破法适用于破岩方面的掘进工作。

钻眼爆破法的操作方式比较简便,工作人员首先用小孔径的钻机钻眼,然后使用炸药进行瞬间爆破,这种掘进施工方式可以有效提高破岩率,但是爆破过程比较难以控制,操作安全系数低,如果控制不当极易造成人员伤亡,导致矿井中出现安全事故。

由于矿井工作环境比较复杂,而采用钻爆法很容易造成塌方,这将极大增加煤矿井巷工程的施工成本,同时还会危害工作人员的人身安全。

钻爆法掘进速度较慢、而且经常出现超挖、欠挖现象,这都会影响煤矿井巷工程的施工效率。

钻爆法稳定性比较差、空顶时间长、机械化程度低而且需要的劳动力也较多,这就使钻爆法无法满足现代社会的发展需求,进而逐渐被社会所淘汰。

煤矿巷道快速掘进技术相关探析

煤矿巷道快速掘进技术相关探析

煤矿巷道快速掘进技术相关探析摘要:近些年来,我国经济快速发展,对煤炭需求也越来越大,尽管我国保持不断的创新和发展,但新设备的自动化和机械化整体性能水平程度高还是相对落后,而煤矿岩巷快速掘进是煤矿企业定持续稳定高产的基础,因此煤矿企业得开采强度和速度就显得尤为重要,在本文中作者根据自身经验,首先阐述了原因,并提出应用解决方案,阐述了相应适当的优化技术方法。

关键词:快速掘进;制约因素;优化方式1.煤矿巷道掘进煤矿开拓系统是指由地面向煤层开掘的各种井巷和硐室在空间位置上所形成的体系的总称。

一般以主井为主,配置副井、风井、井底车场、石门、硐室、运输大巷、回风大巷等,形成矿井提升、运输、通风、排水、运料、供水、供电、输送压气等生产工艺系统。

为了开采煤炭,从地面向地下开掘的各类通道和硐室都叫巷道。

开掘这些通道的硐室所采用的作业方法叫巷道掘进。

掘进有爆破、装运、支护三大工序,也叫爆破掘进法。

运岩全部由掘进机和胶带输送机来完成。

2.煤矿巷道掘进的制约因素通过现场实践,能够看出,煤矿巷道掘进受到多种因素影响。

2.1 地质构造因素地质结构的制造和煤层的破坏,不仅使矿井的开拓、开采条件变得更加复杂化,同时还是还是岩浆侵入、矿井充水和瓦斯赋存条件的重要控制因素。

因此,矿井地质构造的识别是矿山地质工作中的重要环节。

在煤矿巷道掘进施工工程的行进过程中,地质结构的是制约煤矿巷道掘进速度的重要因素之一,比如说工作面的煤岩硬度状况,褶区构造、顶板与底板的稳定性,围岩节理与层里发育现状,顶底板稳定性,瓦斯涌出量,涌水量等众多因素都是影响煤矿巷道掘进速度的重要因素。

我们可以采用降低掘进工作面和回风风流中的瓦斯浓度的手段措施,对煤矿巷道掘进施工作业的进行有效的保证,降低煤矿开采成本,推进施工进度。

2.2 掘进设备因素近年来,尽管我国保持不断的创新和发展,但新设备的自动化和机械化整体性能水平程度高还是相对落后,尤其是在重要的掘进设备元素上,我们并未掌握较为核心的技术,与发达国家同类产品仍存在一定的差距。

巷道高效掘进的探讨与研究

巷道高效掘进的探讨与研究

巷道高效掘进的探讨与研究1. 引言1.1 研究背景在巷道施工领域,高效掘进技术一直是工程师们密切关注和探讨的焦点之一。

随着城市化进程的加快和基础设施建设需求的增加,巷道工程施工的效率和质量要求也逐渐提高。

而实现巷道高效掘进不仅可以缩短工程周期、降低施工成本,还可以提高施工安全性。

对巷道高效掘进技术的研究和探讨显得尤为重要。

现如今,随着科技的不断进步和工程技术的不断创新,一系列高效掘进技术已被引入到巷道施工中,包括盾构机、液压钻机、隧道掘进机等。

这些新技术的应用极大地提升了巷道工程施工效率,大大缩短了工期,同时也减少了对人力和材料资源的浪费,提高了施工质量。

基于以上背景,本文将围绕巷道高效掘进技术展开深入探讨,分析影响巷道高效掘进的因素,探讨关键技术,进行案例分析,展望未来发展趋势,旨在为巷道工程施工提供更为科学、高效的解决方案。

巷道高效掘进技术的研究与实践将为巷道工程的发展注入新的活力,推动巷道工程向更高效、更安全、更可持续的方向发展。

1.2 研究目的研究的目的是为了探讨巷道高效掘进技术的实际应用效果,并提出相应的改进方案。

通过对巷道高效掘进的影响因素进行分析,可以找出影响巷道掘进效率的关键因素,并针对这些因素提出相应的解决方案。

通过案例分析可以具体了解不同情况下巷道高效掘进技术的应用情况,为今后的实际工程提供参考。

通过对巷道高效掘进的未来发展趋势进行研究,可以了解该技术的发展方向,为相关行业的技术改进和创新提供参考。

最终的目的是为了推动巷道高效掘进技术的发展,提高工程施工效率,降低成本,推动行业的可持续发展。

1.3 研究意义巷道高效掘进是现代矿山建设中的重要课题,其在提高矿山开采效率、降低成本、保障矿工安全等方面具有重要意义。

通过对巷道高效掘进的研究,可以有效地提升矿山生产效率,缩短工期,减少资源浪费,提高矿产品质,实现矿山可持续发展。

巷道作为矿山生产的基础设施,在矿山建设和运营过程中扮演着重要角色,对巷道进行高效掘进不仅可以提高矿山整体生产效率,还可以减少事故发生的可能性,保障矿工的人身安全。

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千米深井巷道快速掘进工艺及保障体系的建立与探索摘要:千米深井巷道在掘进中,受“三高一扰动”的复杂力学环境影响,制约着巷道安全、快速的施工。

本文就口孜东矿千米深井在井底车场泥岩类软岩巷道施工中取得成功经验时所采用地快速掘进工艺和保障体系的可行性进行了论述。

关键词:千米深井;三高一扰动;快速施工工艺;支护形式;保障体系0 前言近年来,由于开采深度加大,一些在浅部开采中的工程灾害问题都将在深部开采中以更明显的方式表现出来,如:巷道变形剧烈,采场矿压显现剧烈,采场失稳加剧,岩爆与冲击矿压剧增,瓦斯高度集聚常诱发严重安全事故。

由于岩层压力大,巷道位移量显著增大,支架损坏严重,巷道返修量剧增,巷道维护变得异常困难,而在浅部属于硬岩的岩层,到深部后表现出明显的软岩特性,巷道围岩的稳定性越来越难以控制,从而影响巷道的快速掘进。

国投新集口孜东矿是两淮矿区真正意义上的千米深井,深部开采所带来的高温、高压、高瓦斯等一系列问题不同程度地表现出来。

本文就口孜东矿千米深井在井底车场泥岩类软岩巷道施工中取得成功经验时所采用地快速掘进工艺和保障体系的可行性进行了论述。

1 概况1.1 工程概况国投新集口孜东矿位于安徽省阜阳市颖东区杨楼镇,井田东与刘庄井田、西与口孜西井田相接。

井田范围:东起F12断层,西至DF3断层,北起太原组第一层灰岩顶面露头线,南至F1断层。

井田走向长7.4km,倾向宽3.0~7.3km,面积约33.6km2。

采用立井、主要石门及大巷的开拓方式。

工业广场内布置主井、副井、风井三个井筒,中央并列式通风。

矿井布置二个水平上、下山开采。

矿井第一水平标高为-967m,第二水平标高暂定为-1200m。

口孜东井田共有工业资源/储量734948.0kt,可采储量391489.3kt,按5.0Mt/a矿井设计生产能力计,矿井储量备用系数取1.3,矿井服务年限有60.2a。

1.2 地质概况井田地处淮河冲积平原,地势平坦,属全隐伏型煤田,覆盖于煤系地层以上的新生界松散层较厚。

口孜东矿井底车场主要揭露的岩层为灰色砂质泥岩及浅灰色、硅质胶结的细砂岩,且周围均未采动。

此段岩层整体属于较软岩层,裂隙较为发育,部分地段岩层产状变化较大,掘进中局部地段可能会遇到小断层、岩层裂隙发育带,压性滑面丰富等情况;此段主要水害为砂岩构造裂隙水,细砂岩局部可能含有裂隙水,砂岩裂隙发育不均一,富水性一般,掘进过程中,揭露砂岩裂隙发育或断层时,局部出现淋水、滴水等情况。

部分地段接16-1、17煤,其掘进工作面瓦斯含量在0.5~1 m3/min。

根据瓦斯涌出量计算结果,一水平绝对涌出量为53.28~65.81m3/min,本矿井应为高瓦斯矿井。

但是井田煤炭勘探报告中未提供煤与瓦斯突出危险性参数资料,而与本井田相邻的刘庄矿井已鉴定为突出矿井,根据国家煤矿安全监察局文件煤安监监察[2006]54号文“关于严格审查瓦斯灾害严重的煤矿建设项目安全设施设计的通知”规定,本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。

本井田的恒温带深度为自地表向下垂深30m处,恒温带温度为16.8℃。

地温梯度2.3~3.1℃/百米,属于地温正常区,仅在井田北部的局部块段地温梯度偏大,存在异常区。

根据井田煤炭勘探报告提供的钻孔测温情况,一般在-500m以下,地温已达到31℃,进入一级热害区;第一水平最低地温已达38.8℃,属二级热害区。

资料表明,口孜东矿千米深的井筒在国内也是屈指可数的深井,而深井复杂的水文、瓦斯地质和高温环境也给千米深井快速掘进带来相当大的技术难题。

2 千米深井巷道快速掘进的影响因素2.1 高地应力的影响进入深部开采以后,仅重力引起的垂直原岩应力通常就超过工程岩体的抗压强度(>20MPa),而由于开挖所引起的应力集中水平则更远大于工程岩体的强度。

同时,据已有的地应力资料显示,深部岩体形成历史久远。

留有远古构造运动的痕迹,其中存有构造应力场或残余构造应力场。

二者的叠合累积为高应力,在深部岩体中形成了异常的地应力场。

如此高的应力状态下进行工程开挖,要实现巷道的快速掘进,确实面临严峻地挑战。

2.2 高地温的影响岩体在超出常规温度的环境下,表现出来的力学、变形性质与普通环境条件下具有很大差别。

地温可以使岩体热胀冷缩至破碎,而且岩体内温度变化1℃可以产生0.4~0.5MPa的地应力变化。

岩体温度升高产生的地应力变化对工程岩体的力学特性会产生显著的影响,从而影响巷道的快速掘进。

2.3 高岩溶水压进入深部以后,随着地应力及地温的升高,同时将会伴随岩溶水压的升高,在采深大于千米的深部,其岩溶水压将高达7MPa,甚至更高。

这不仅影响到巷道的掘进速度,更使得矿井突水灾害变得严重。

2.4 工程扰动在矿业工程中,工程扰动主要是指强烈的开采扰动。

进入深部开采后,在承受高地应力的同时,大多数巷道要经受硕大的回采空间引起的支承压力作用,使受采动影响的巷道围岩压力增大数倍,甚至近10倍于原岩应力,从而造成在浅部表现为普通坚硬的岩石,在深部却可能表现出软岩大变形、大地压、难支护的特征,浅部的原岩体大多处于弹性应力状态,而进入深部以后则可能处于塑性状态,即有各向不等压的原岩应力引起的压、剪应力超过岩石的强度,造成岩石的破坏,从而给巷道的快速掘进带来困难。

2.5 保障体系的影响1)队伍组织好的队伍组织可以使各个部门、各个工序之间得以有效地进行,从而事半功倍。

矿结合各部门及外委单位建设的实际,制定了一些队伍组织制度,如:工作汇报制度、目标管理制度、技术例会制度、培训制度、考核奖惩制度、选拨任用制度等等,通过这些制度的实施,使整个矿井生产得以高效进行。

2)矸石运输副井永久装备结束前(预计副井永久装备2010年1月31日结束)采用主、风井提升,两井提升能力均为300车/天。

副井永久装备结束后(矸石系统2010年8月份形成前),副井罐笼的提升能力可达800车/天。

风井永久装备之前,进行主井永久装备,此阶段矿井提升能力为1100~1400车/天。

主井永久装备结束后进行风井永久装备,矸石系统形成后,副井矸石箕斗提升能力预计为900车/天。

副井总提升能力可达到1700车/天。

鉴于副井永久装备还没有完成,提升能力得以限制,从而很大程度上制约着井下的运输系统。

3)安全管理各部门严格遵守矿各种规章制度,本着“安全第一,预防为主”的原则,狠抓安全管理关,对于已经出现的事故处理坚持“四不放过”原则:对事故原因没有查清不放过,事故责任者没有严肃处理不放过,事故责任者与应受教育者没有受到教育不放过,防范措施没有落实不放过,从而确保矿的安全生产。

3 千米深井巷道快速掘进工艺3.1 支护形式的选择1)一次支护巷道断面采用直墙半圆拱形,一次支护采用锚网喷加锚索联合支护,围岩破碎时则采用架29U型棚支护。

锚杆采用φ22×2500mm螺纹钢制作,间排距700×700mm,锚固剂每眼用2卷Z2350型树脂药卷,网片采用φ6钢筋制作,规格1600×900mm,网格100×100mm。

锚索为φ17.8mm、长6300mm的钢绞线配合锁具、托盘加固;锚索有效长度6000mm,外露300mm;每孔使用4跟Z2350型树脂锚固剂锚固;锚索抗拔力为不低于160KN;锚索托板为300×300mm 和150×150mm两块,大的在上,小的在下;托板由厚10mm的钢板制作;锚索间距1500mm,排距1400mm。

巷道围岩破碎时,采取架29U型棚支护,棚间距(中-中)为500mm,每棚内节与节之间搭接长度为500mm,拉条采用10#槽钢加工而成,采用U型卡固定,支架后铺设金属网背板,规格650×750mm。

2)二次支护根据已施工的风井井底车场情况来看,受开拓水平和原岩应力的主要影响,巷道在掘出8~15天后,顶部、肩窝及墙部出现了不同程度的变形,开裂及掉快现象,直接威胁到矿井的安全生产。

结合煤矿巷道支护理论与积累的施工经验,对于变形巷道在原有的锚网喷及锚索支护的基础上,进行锚注加强支护。

注浆锚杆采用φ22 mm、壁3 mm的无缝钢管制作,长2000 mm,端部70mm制作成M22螺纹,配100×100×10 mm的托盘。

端部向下开400 mm的竹节扣,尾部砸成扁头,其余部分每隔300 mm对称梅花布置φ6 mm小孔。

间排距1600×1600 mm。

注浆孔φ32 mm,孔深2200 mm,正常注浆压力为1.0MPa,注浆终压2MPa。

考虑到围岩较为松散破碎,可能会出现注浆时串浆堵孔等问题,采用纵向间隔注浆方法。

即第一次施工锚注眼孔排距为 3.2m,第二次眼孔距第一次眼孔 1.6m。

锚注施工顺序为先注巷道底板,再注巷道墙部,最后注巷道顶板。

3.2 综合机械化装备的保证掘进、提升运输和巷道支护等环节中设备的机械化程度和配套情况是巷道快速施工成功与否的重要影响因素。

综合机械化施工,既提高了劳动效率,也最大化地减少了职工的劳动强度,同时给掘砌施工的安全和质量带来了保障。

合理的设备匹配减少了各设备间的制约环节,更能体现机械化施工的快速高效。

3.3 运输系统的保证采用1.5吨矿车运矸,电机车运输,从而减少了个人的劳动强度,提高了效益,从而为巷道的快速掘进提供保证。

3.4 施工组织采用“三八”工作制组织生产,循环进尺为 2.0m,为保证正规循环作业的完成,工作面施工作业必须根据劳动组织的人员配备,合理安排工序,工序与工序之间尽量做到交叉进行、平行作业,以充分利用工作时间,提高工时利用率。

采用钻爆法施工,YT-27风钻打眼,P-90B耙矸机装矸,1.5T矿车装载,电机车运输到井口,再通过罐笼至井口。

4 快速掘进保障体系4.1 安全保障体系围绕公司“成本管理年”开展矿井建设安全管理,日常性地进行安全隐患超前预防工作、超前地做好安全预评估工作,特殊时期通过开展“严查细管50天”、“百日安全无事故”等专项活动,并结合日常现场安全巡查等安全管理手段,积极排查、整改、消除安全隐患,为快速掘进创造良好的安全环境。

每季度末,由总工程师主持召集各专业技术负责人,根据工程进度和季度性特点,从技术层面,深层次排查不安全因素和事故隐患;建立年度、月度安全隐患排查,每周定期或不定期开展安全检查和专项技术监察和检查,同时安全检查的方式由静态检查向动态检查转变,把各类安全隐患消灭在萌芽状态之中。

把隐患当作事故来处理,推行“安全隐患问责制”,按照“四不过放”的原则排查整治安全隐患,确保了安全效果。

4.2 技术保障体系4.2.1 超前锚杆在巷道顶板为泥岩、煤层或顶板较差时,采用超前锚杆进行超前、临时支护,超前锚杆选用φ28mm,长度3000螺纹钢制作。

放炮前打超前锚杆进行护顶,超前锚杆布置在巷道轮廓线上100mm,超前锚杆从巷道正顶向两侧施工,数量根据现场顶板岩性施工5~19根,钢筋打入岩体2.7m,外露300mm用钢带配合锚杆固定好,以超前控制顶板,保证巷道放炮后成型规整。

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