煤礦掘進技術及安全管理

趙克剛 李常厚 褚夫龍

摘 要：煤礦井下掘進作業(yè)過程是煤礦采煤生產的重要工序，巷道掘進工藝的運用將大規(guī)模機械化采煤變?yōu)楝F(xiàn)實。在煤礦井下巷道掘進施工中，一定要搞好安全生產組織管理，防止各類生產事故的出現(xiàn)。筆者就煤礦巷道掘進施工工藝及掘進作業(yè)安全管理展開深入研討。

關鍵詞：煤礦掘進；技術；安全；管理

中圖分類號：TD327 文獻標識碼：A

運用現(xiàn)代化機械掘進工藝，是完成煤巷快速施工的必要手段。故欲滿足煤巷施工作業(yè)面快速拓展的需求，就必然離不開現(xiàn)代化綜掘工藝的實施，在具備一定規(guī)模和實力的礦井進行掘錨聯(lián)合作業(yè)，并且恰當利用連續(xù)式采煤設備，達到煤巷施工的快速掘進過程。

一、綜掘采煤工藝的適用條件

煤巷施工的現(xiàn)代化機械掘進工藝，其所利用的機械有掘進裝備、轉運裝備、傳送裝備等，而且它是由多功能組成的協(xié)作型配套工藝，在礦井內依托掘進機開挖的巷道中，實施勘測定位、開鑿、倒煤、鼓風、洗塵、工料輸送、圍巖支護、通水、通電、抽水機械等設施聯(lián)合運用，構建成一套高工效、密切配合、連續(xù)穩(wěn)定性、功能齊全的掘進體系，能夠完成巷道開鑿、轉運、輸送、圍巖支護等機械化施工過程，進而加大掘進效率并提高工程效益。

優(yōu)質高效采煤礦井是煤礦生產效率提高的必要條件，具體技術指標包含以下幾項內容：

1 重點利用高功率、強安全性長壁聯(lián)合采煤生產工藝，加大作業(yè)面單產量，縮小回采面積，優(yōu)化巷道結構設置，縮短生產流程，達到高效連續(xù)化作業(yè)；

2 廣泛運用煤巷聯(lián)合機械化開鑿工藝，提高煤巷施工效率，從而滿足高產高效作業(yè)面加快推進的目標要求；

3 實施礦井巷道布局的科學設置、煤巷圍巖支護的合理操作，完善煤井提升及轉運機制，拓展采煤面（作業(yè)盤區(qū)）面積，加大作業(yè)面延伸距離，增加煤巷道內的施工斷面，從而達到聯(lián)合采煤作業(yè)面的穩(wěn)定、安全生產；

4 創(chuàng)新和優(yōu)化巷道錨桿支護結構，妥善處理好遠距離、大截面煤井巷道安全支護問題，有助于達到優(yōu)質高效，作業(yè)面穩(wěn)定，高效生產。

二、快速掘進開鑿工藝的應用特點

現(xiàn)代機械化煤巷快速掘進開鑿工藝的廣泛采用，其明顯加快了礦井建設速度并提高了施工質量，在其技術水平持續(xù)提高、發(fā)展的進程中，亦為煤炭企業(yè)贏得了豐碩的經濟收益及廣泛的社會效益。欲構建完整的以連續(xù)化機械采煤裝備、采煤工藝及流程為基本構架的施工系統(tǒng)，在施工機械方面，需運用性能優(yōu)異的煤巷掘進配套設備，且將輔屬設備給予整合，給加速掘進作業(yè)創(chuàng)造條件。在擬定掘進施工過程的現(xiàn)場作業(yè)程序時，應利用項目管理方案激發(fā)施工現(xiàn)場作業(yè)人員的積極性、創(chuàng)造性。在現(xiàn)場掘進作業(yè)過程中，依托掘進設備包機負責制及程序化四班交替輪回制度等機制，深入發(fā)掘聯(lián)合機械采煤設備及操作者的智慧，進而增強勞動生產率，減低施工周期。在進行現(xiàn)場開掘作業(yè)時，要特別重視以下幾方面內容。

1 施工機械的選用

掘進設備效率的高低決定于掘進機械對作業(yè)狀況和環(huán)境是否配套，利用性能穩(wěn)定，工作效率極高，人工操作、檢查維修過程便捷的掘進設備（比如本次施工中選用的聯(lián)合掘進設備等）能夠大幅度增強設備穩(wěn)定性。

在具備條件的煤礦巷道中，適合選用綜合式采煤裝備。綜合式采煤裝備是最先進的巷道掘進機械，匹配的拉煤車、錨桿鉆孔機、裝載機、轉運粉碎機械等先進性裝備，能夠恰當?shù)貞玫矫合镩_鑿，其具備高速度、低工程量、生產率高，工序簡便，穩(wěn)定可靠，運用便捷的特點。

2 施工程序

3 開鑿施工過程依照方案正常交替作業(yè)：

①輪換班時實施質量核查；

②拉伸皮帶；

③切煤運煤；

④現(xiàn)場圍巖支護；

⑤撤回掘進設備，支撐錨桿；

⑥整理作業(yè)面按規(guī)程實施，各班第2次循回由③起始，③④⑤各循回5遍，維修班在進行到⑤時維修施工設備。

三、實現(xiàn)煤巷加速掘進的方法

1 采用性能優(yōu)越的掘進設備強化設備穩(wěn)定性

巷道掘進機是實施煤巷快速施工的主要設備。煤巷開鑿效率及其工程效益的增強決定于運用符合作業(yè)狀況及環(huán)境的掘進設備。掘進機械的施工目標是巷道煤巖及井下礦物，而且作業(yè)時振動效應劇烈，井下作業(yè)條件惡劣，故應依照施工條件具體確定施工方案，以便使掘進機械維持穩(wěn)定連續(xù)性作業(yè)。依托設備的引入和國產化進程，我國巷道掘進設備的國產化水平及應用已產生了新的飛躍，形成了我國掘進施工工藝的獨特發(fā)展模式。我國自行制造掘進設備在液壓傳送、電氣配套、結構部件的運用中，一定要仔細篩選，嚴格控制質量。對一些本國產品質量不達標的主要元器件，要優(yōu)先采用技術發(fā)達國家生產的產品。在齒輪嚙合機構及設備連接機構方面，盡可能排除串聯(lián)模式，運用相對獨立的結構元件。在合適的部位以鑲嵌式組合取代螺栓連接組合，利用模塊結合形式，不但能夠精簡結構，有助于設備的拆卸維修，又能大幅度增強設備穩(wěn)定性。最終實現(xiàn)設備安全性高，作業(yè)效率高，作業(yè)、撿修便捷，操作安全穩(wěn)定的效果。

2 加強錨桿支護過程，創(chuàng)新運輸模式，增強設備整體配套水平

井下巷道掘進作業(yè)工效低、機械功能沒有得到完整發(fā)揮，其在實際情況下與設備配套效果差、配套不平衡有很大關系。巷道開鑿裝置中的相關配套方式繁雜，其中有圍巖支護、煤炭轉載、輸送、送電、通水、布風、洗塵等工序，欲增強煤巷開鑿效率、完整展示機械化功能，一定要增強設備整體配套效果，促使其更加完善。尤其是圍巖支護及轉運負荷重，消耗時間長，務必處理好此兩個主要工序，方可實現(xiàn)掘進機械的作用。

3 運用高科技測控技術，實現(xiàn)機電一體化操作

第一，將掘進設備作業(yè)改為自動化模式，其內容有開鑿方位控制、動力電機功率自行調整、掘進截面面積控制等；第二是完成掘進設備狀態(tài)監(jiān)測和故障判定，其內容有外輸電壓控制、電機載荷與電機溫度、油壓系統(tǒng)油路壓力、油液溫度及環(huán)境污染等監(jiān)測過程。依托利用先進測控工藝，對掘進設備的狀態(tài)監(jiān)測、問題評估及遠距離控制裝置實施創(chuàng)新和優(yōu)化，達到機電聯(lián)合整體運作模式，能夠最有效地增強掘進設備的作業(yè)效果，大力促進巷道掘進工藝的優(yōu)化和創(chuàng)新。

4 適時運用掘錨設備實現(xiàn)掘錨一體化作業(yè)

在懸臂式掘進機體上設置液壓錨桿鉆機的施工技術，因為在掘進設備上設置錨桿，使其機體體積增大，再有，在使用W型鋼帶時要進行定位鉆眼，操作繁瑣，現(xiàn)今時期沒有實現(xiàn)普及應用，尚需進行再度完善過程。利用掘進設備作業(yè)，依托其單套錨桿機實施鉆裝錨桿，完成不了掘進與支護兩過程的同時操作。掘錨設備的成功運用，有效克服掘進作業(yè)面長久沒能消除的掘進與支護過程平行操作難題，是將煤巷快速開鑿工藝的又一次大幅度升級，給快速掘進施工創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。

四、如何加強煤礦掘進安全管理

在快速掘進過程中應充分重視下列環(huán)節(jié)的安全管理工作。

1 頂板

認真做好錨網(wǎng)、架棚臨時支護的安全管理，嚴格執(zhí)行動態(tài)敲幫問頂制度，并嚴禁空頂作業(yè)。鋼帶、托盤原則上必須緊貼煤巖面。若錨桿處局部突然凹陷，可以用正規(guī)木墊塊墊實。錨桿安裝要做到構件齊全，安裝牢固，托盤緊貼壁面，未接觸部位必須楔緊。

2 通風

選擇工作面需風量為368m3/min，局扇全程風壓為H=5924Pa，巷道掘進時，選三臺2BKJ-No6.3/60局扇，一臺使用，兩臺備用，配套風筒直徑800mm，10m/節(jié)。2BKJ-No6.3/60局扇單機運轉時所提供的風量滿足工作面需風量，因此工作面采用單機運轉，當工作面溫度高、瓦斯涌出量大或是異常時，及時開啟雙機。

3 放炮及安全措施

爆破嚴格執(zhí)行“一炮三檢”、“一炮三泥”、“三人聯(lián)鎖放炮制”和“人、牌、網(wǎng)”三警戒制度，警戒距離直硐不小于100m，彎硐不小于75m。爆破前必須將迎頭瓦斯便攜儀和探頭向后挪移至安全地點，炮后恢復工作時，再將其移至規(guī)定位置；放炮前將綜掘機須退后7m后利用大板、皮帶加以可靠保護。

結語

煤礦開采作為一項危險、復雜性工作，受到多方面因素的影響，存在很多安全隱患，不利于煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，企業(yè)管理者要樹立安全理念，并將其滲透到煤礦掘進工作的每一個環(huán)節(jié)中，采取有效措施，不斷的探索和總結，爭取做到掘進技術與安全管理的同步實現(xiàn)。

參考文獻

[1]李剛.現(xiàn)代煤礦掘進技術的改進[J].中國新技術新產品，2014（02）.

[2]劉軍.淺析現(xiàn)代煤礦掘進技術改進的幾點思考[J].價值工程，2013（12）.

[3]成之祥.煤礦掘進技術中的相關問題分析[J].黑龍江科技信息，2014（07）.

[4]趙英州.煤炭開采企業(yè)巷道掘進技術應用現(xiàn)狀初探[J].內蒙古煤炭經濟，2015（04）.

[5]郭東峰.煤礦掘進安全管理相關問題分析[J].化工管理，2015（09）.

[6]崔瑞軍.煤炭巷道掘進與回采的安全管理分析[J].技術與市場，2014（09）.