煤礦掘進(jìn)技術(shù)及安全管理

張偉峰

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

煤礦掘進(jìn)技術(shù)及安全管理

張偉峰

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

新時(shí)期下，人們對(duì)煤礦掘進(jìn)技術(shù)提出了更高的要求，不僅關(guān)注其煤炭開(kāi)采質(zhì)量和效率，更關(guān)注其安全管理方面工作。因此，加強(qiáng)對(duì)煤炭掘進(jìn)技術(shù)及其安全管理的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。運(yùn)用現(xiàn)代化機(jī)械掘進(jìn)工藝，是完成煤巷快速施工的必要手段。故欲滿(mǎn)足煤巷施工作業(yè)面快速拓展的需求，就必然離不開(kāi)現(xiàn)代化綜掘工藝的實(shí)施，在具備一定規(guī)模和實(shí)力的礦井進(jìn)行掘錨聯(lián)合作業(yè)，并且恰當(dāng)利用連續(xù)式采煤設(shè)備，達(dá)到煤巷施工的快速掘進(jìn)過(guò)程。在掘進(jìn)過(guò)程中，要采用全段光爆技術(shù)和深空爆破技術(shù)，逐漸縮短打眼爆破時(shí)間，實(shí)現(xiàn)施工快速循環(huán)，從而提高掘進(jìn)速度。在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，要采用現(xiàn)代化掘進(jìn)機(jī)械，利用高技術(shù)含量的施工設(shè)備，以此提升掘進(jìn)效率，希望通過(guò)本文的描述，能為以后的具體工作起到實(shí)際的參考作用。

煤礦；掘進(jìn)技術(shù)；安全管理

1 煤礦掘進(jìn)技術(shù)介紹

目前，我國(guó)煤礦開(kāi)采過(guò)程中涉及的施工技術(shù)主要包括以下幾種:鉆爆法、光面爆破掘進(jìn)技術(shù)、全斷光爆和深孔爆破技術(shù)。第一種技術(shù)應(yīng)用于巷道施工中，主要為了破碎巖石，在具體施工中，結(jié)合巖石實(shí)際情況，通過(guò)正向和反向裝藥兩種方式，將藥包依次裝入其中，開(kāi)展爆破作業(yè)；第二種技術(shù)是建立在破巖基礎(chǔ)之上的掘進(jìn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各種類(lèi)型的煤礦巷道施工中，具有效率高、成本低等優(yōu)勢(shì)；第三種技術(shù)是一種新型技術(shù)，能夠在有效減少施工時(shí)間的同時(shí)，兼顧施工循環(huán)，縮短開(kāi)采時(shí)間，提高掘進(jìn)質(zhì)量和效率，對(duì)未來(lái)煤礦掘進(jìn)工作發(fā)展產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。

2 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展

2.1 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)方式

這種掘進(jìn)工藝的特點(diǎn)是在我國(guó)各類(lèi)煤礦掘進(jìn)技術(shù)中應(yīng)用相對(duì)廣泛，我國(guó)自1979年以來(lái)，第一個(gè)從國(guó)外引進(jìn)的核心技術(shù)是懸臂式掘進(jìn)機(jī)，該掘進(jìn)技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)穩(wěn)定性強(qiáng)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。由于掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的研究在中國(guó)起步晚，因此起初只能從國(guó)外引進(jìn)，由于國(guó)內(nèi)大量的開(kāi)采需要，所以一定程度上加大了科技研究投資。盡管如此，在與國(guó)外掘進(jìn)機(jī)技術(shù)相比之下仍有一些差距。

2.2 連續(xù)采煤機(jī)與錨桿鉆車(chē)配套作業(yè)線方式

這種掘進(jìn)方式關(guān)鍵之處在于連續(xù)采煤機(jī)，在多巷道掘進(jìn)環(huán)境下，此種方式的優(yōu)點(diǎn)是效率比較高，缺點(diǎn)是大部分的設(shè)備都是由外商掌控，在自動(dòng)化的操作指標(biāo)上，可操作性不是很強(qiáng)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生問(wèn)題。

2.3 掘錨機(jī)組一體化掘進(jìn)方式

此方式適用于一些特殊煤礦掘進(jìn)開(kāi)采，仍處在實(shí)驗(yàn)階段，技術(shù)尚不穩(wěn)定，四臂錨桿鉆機(jī)是設(shè)備的核心工具，也是未來(lái)技術(shù)攻關(guān)的主要趨勢(shì)，實(shí)施臂式錨桿支護(hù)技術(shù)，可以使掘進(jìn)技術(shù)的智能化、自動(dòng)化程度提高，對(duì)功能的完善有著很大的作用，是未來(lái)煤礦安全生產(chǎn)的主導(dǎo)技術(shù)。和其他儀器一樣，核心技術(shù)由國(guó)外設(shè)備制造商掌控，技術(shù)還不夠不穩(wěn)定，設(shè)計(jì)和制造的工藝也不是很成熟，所以一直都沒(méi)有得到推廣。

3 煤礦掘進(jìn)技術(shù)的安全性

煤礦掘進(jìn)技術(shù)，其包括的范圍比較廣泛，涉及到的細(xì)節(jié)部分比較繁瑣下面將著重介紹幾種基本的煤礦掘進(jìn)技術(shù):巷道掘進(jìn)施工技術(shù)在巷道掘進(jìn)施工技術(shù)中，主要涉及到兩種類(lèi)型，其一，爆破掘進(jìn)；其二，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)從礦工安全的角度去思考，主要需要注意以下幾點(diǎn)：

3.1 巖石平巷施工安全問(wèn)題

首先，實(shí)事求是，依據(jù)自身的斷面大小，支護(hù)類(lèi)型，地質(zhì)情況，工人素質(zhì)，施工設(shè)備，來(lái)確定最合適的作業(yè)方式，在此基礎(chǔ)上切實(shí)編寫(xiě)相關(guān)的作業(yè)流程；其次，嚴(yán)格按照相關(guān)的路程開(kāi)展施工；其三，強(qiáng)化頂板管理和控制，對(duì)于臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行有效的檢查，盡量避免冒頂事故和頂板事故的出現(xiàn)；其四，在平行作業(yè)的時(shí)候，要保證支護(hù)工作面與掘進(jìn)支護(hù)面的距離；其五，在平行作業(yè)開(kāi)展的過(guò)程中，保證永久支護(hù)的穩(wěn)定性，確保不會(huì)對(duì)于行人產(chǎn)生影響。

3.2 水平煤巷施工安全問(wèn)題

首先，根據(jù)不同的破巖方式去做好相應(yīng)的頂板管理工作；其次，保證在瓦斯煤層掘進(jìn)時(shí)，使用毫秒延期電雷管，實(shí)現(xiàn)全面的爆破；其三，在特殊土質(zhì)區(qū)域，要避免使用爆破方式進(jìn)行掘進(jìn)，應(yīng)該以人工的方式進(jìn)行操作；其四，掘進(jìn)機(jī)械在施工的過(guò)程中，把握空間距離，避免出現(xiàn)空頂作業(yè)的情況。

4 煤礦掘進(jìn)安全管理有效措施

4.1 堅(jiān)持相應(yīng)原則，加強(qiáng)掘進(jìn)管理

首先，巖石平巷方面。煤礦開(kāi)采工作中，要嚴(yán)格遵守相關(guān)制度規(guī)定，結(jié)合實(shí)際情況，考慮設(shè)備、人員等各個(gè)要素，進(jìn)行權(quán)重分析，制定合理的施工方案，為具體施工提供指導(dǎo)。巖石平巷安全管理工作中，要明確頂板的重要性及可能存在的危險(xiǎn)，及時(shí)檢查臨時(shí)支護(hù)巷道，調(diào)整和改善危險(xiǎn)點(diǎn)，避免冒頂?shù)劝踩鹿实陌l(fā)生，在作業(yè)時(shí)，施工人員要與支護(hù)工作面之間保持距離，放炮之前要全面清理人員，在確保安全情況下開(kāi)展作業(yè)，并在搭設(shè)永久支護(hù)周邊設(shè)置警示標(biāo)語(yǔ)，提醒過(guò)往人員。其次，水平煤巷方面。頂板始終是煤礦掘進(jìn)安全管理的薄弱環(huán)節(jié)，具體工作中，要堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析原則，針對(duì)實(shí)際情況，采取針對(duì)性方法。例如:針對(duì)頂板破碎及煤質(zhì)松軟等情況，要利用手鎬或者風(fēng)鎬方式進(jìn)行破碎，與此同時(shí)，不能進(jìn)行爆破作業(yè)。通過(guò)這種方式，不僅能夠保障人員安全，還能夠提高作業(yè)效率。最后，上、下山施工方面。針對(duì)上山工作，受到瓦斯自身特點(diǎn)的影響，易出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，由此，要加強(qiáng)通風(fēng)，最大限度減少瓦斯聚集現(xiàn)象的發(fā)生，另外，還要注意對(duì)運(yùn)輸機(jī)固定絞車(chē)和滑輪的管理，以此來(lái)規(guī)避跑車(chē)事故，提高安全系數(shù)。在進(jìn)行下山工作過(guò)程中，與上山一樣，要在坡頂處設(shè)置阻車(chē)裝置，確保車(chē)與人分離行駛。

4.2 巖石平巷施工安全注意事項(xiàng)

要按照地質(zhì)情況、支護(hù)形式和斷面大小，綜合考慮施工設(shè)備、作業(yè)人員技術(shù)素質(zhì)等因素來(lái)選擇合理的作業(yè)方式，同時(shí)編寫(xiě)與實(shí)際相符合的作業(yè)規(guī)程。在掘進(jìn)作業(yè)中，要嚴(yán)格依照作業(yè)規(guī)程來(lái)實(shí)施作業(yè)。要做好頂板管理工作，避免發(fā)生冒頂事故。對(duì)于進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)的巷道，要及時(shí)進(jìn)行檢查，預(yù)防頂板事故的發(fā)生。進(jìn)行平行作業(yè)時(shí)，掘進(jìn)工作面和永久支護(hù)工作面之間要保持合適的距離，在工作面進(jìn)行放炮作業(yè)時(shí)，必須要求所有作業(yè)人員撤離到安全地點(diǎn)。對(duì)于搭設(shè)的用于平行作業(yè)時(shí)進(jìn)行永久支護(hù)的工作面工作臺(tái)，必須要確保搭設(shè)牢固，設(shè)置專(zhuān)門(mén)警示信號(hào)，避免對(duì)過(guò)往的行人和車(chē)輛造成影響。

4.3 水平煤巷施工作業(yè)的安全注意事項(xiàng)

在施工作業(yè)過(guò)程中要按照不同的破巖方法來(lái)做好頂板管理工作。對(duì)于頂板破碎，煤質(zhì)較為松軟，二節(jié)理發(fā)育及層理和瓦斯都無(wú)法降至允許爆破時(shí)，要采用手皋或風(fēng)鎬進(jìn)行破碎，同時(shí)要禁止進(jìn)行爆破作業(yè)。在瓦斯煤層中進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，必須要使用毫秒延期電雷管，實(shí)施一次全斷面爆破，將總延期時(shí)間控制在130ms以?xún)?nèi)。采用掘進(jìn)機(jī)施工作業(yè)時(shí)，要嚴(yán)格控制空頂距，禁止空頂作業(yè)。

4.4 爆破施工管理

煤炭井巷掘進(jìn)爆破可以采用施工巷道一次成巷，掘進(jìn)和支護(hù)一起施工，施工流程也很簡(jiǎn)潔，但在節(jié)理較發(fā)育、圍巖裂隙較大的軟巖段的施工效果不如之前的好。所以，這種爆破技術(shù)比較適合在圍巖硬度中等以上的區(qū)域，巖石穩(wěn)定性只要滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)，爆破效果相對(duì)來(lái)說(shuō)也會(huì)很好的。為了取得較好的光面爆破效果，可采取以下措施:炸藥對(duì)巷道斷面的形成有不可忽視的作用，炸藥要選那些低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的炸藥。根據(jù)光面爆破作用原理，炸藥在炮眼中爆炸，是由爆炸沖擊波和爆炸氣體結(jié)合后才發(fā)揮作用，巖石就受到了破壞。周邊眼起爆時(shí)，爆炸沖擊波對(duì)巷道內(nèi)側(cè)的巖石和巷道外側(cè)的巖壁同時(shí)起了比較強(qiáng)烈的破壞作用，所以只有消除了周邊眼爆破對(duì)巷道周邊巖壁的破壞作用，才能達(dá)到光面爆破的成效。光面爆破的不偶合系數(shù)最大不要＞2，并且該炸藥的臨界直徑要高于藥卷直徑，使傳爆的穩(wěn)定性增加。

4.5 加強(qiáng)錨桿支護(hù)過(guò)程，創(chuàng)新運(yùn)輸模式

增強(qiáng)設(shè)備整體配套水平井下巷道掘進(jìn)作業(yè)工效低、機(jī)械功能沒(méi)有得到完整發(fā)揮，其在實(shí)際情況下與設(shè)備配套效果差、配套不平衡有很大關(guān)系。巷道開(kāi)鑿裝置中的相關(guān)配套方式繁雜，其中有圍巖支護(hù)、煤炭轉(zhuǎn)載、輸送、送電、通水、布風(fēng)、洗塵等工序，欲增強(qiáng)煤巷開(kāi)鑿效率、完整展示機(jī)械化功能，一定要增強(qiáng)設(shè)備整體配套效果，促使其更加完善。尤其是圍巖支護(hù)及轉(zhuǎn)運(yùn)負(fù)荷重，消耗時(shí)間長(zhǎng)，務(wù)必處理好此兩個(gè)主要工序，方可實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)械的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，不僅僅體現(xiàn)在掘進(jìn)技術(shù)上，還表現(xiàn)在對(duì)于施工安全的控制和管理上。在這方面，文章雖然涉及到一些方面的建議和意見(jiàn)，但是需要知道的是目前我國(guó)的煤礦掘進(jìn)技術(shù)還存在很多的問(wèn)題，尤其是安全問(wèn)題上展現(xiàn)出了很多的缺點(diǎn)，這就需要我們不斷的探索和總結(jié)，爭(zhēng)取做到掘進(jìn)技術(shù)與安全管理的齊頭并進(jìn)，實(shí)現(xiàn)煤炭技術(shù)的全面改革。

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