三元礦井順槽掘進安全管控分析

薛明明

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山縣店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 4302工作面順槽概況

晉能三元煤礦4302 工作面順槽設計長度1 348 m，從皮帶巷西翼900 m 位置開口，以270°方位角掘進，先沿5°坡度下山掘進，逐漸破頂，掘進到四采區(qū)回風巷上方時保證與四采區(qū)回風巷之間留有≥500 mm 厚的煤；掘進至46 m 后與4302 回風順槽回風道貫通，以6°坡度下山掘進，掘進到四采區(qū)膠輪車巷上方時保證與四采區(qū)膠輪車之間留有≥500 mm 厚的煤；掘進至98 m 與4302 回風順槽聯(lián)絡巷貫通后，以5°坡度下山找見煤層底板，最后沿3 號煤層底板掘進到指定位置，掘進方式為綜掘[1-5]，工作面配備1 臺EBZ-260 型掘進機，如圖1 所示。

圖1 EBZ-260 型掘進機

2 影響工作面正常掘進的水文地質因素

1）地表水：工作面西側為濁漳河，對掘進無威脅。

2）頂板水：根據(jù)相鄰巷道實際掘進揭露情況以及區(qū)域地質、水文情況看，頂板水主要來源K8 砂巖含水層裂隙水，K8 含水層距3 號煤層頂板約31 m，在掘進過程中導水裂隙帶可能導通上覆K8 弱含水層，出現(xiàn)頂板淋水。

3）底板水：4302 回風順槽巷道底板標高在500～563 m，根據(jù)三元礦《3 號煤層帶壓開采安全性評價報告》水位在636～638 m，該工作面進入帶壓區(qū)域。根據(jù)附近地質鉆孔資料，底板最大突水系數(shù)0.018 MPa/m，該段小于受構造破壞突水系數(shù)0.06 MPa/m。預計該段掘進期間底板突水可能性較小，K7 砂巖裂隙含水層位于3 號煤層底板，根據(jù)鉆孔資料揭露富水極弱。根據(jù)周邊實際掘進情況，該區(qū)域底板有滲水現(xiàn)象[6-8]。

4）陷落柱水：根據(jù)三元礦揭露的陷落柱和周邊礦井陷落柱揭露情況分析，預測該陷落柱雖然不導水，但不排除導水的可能性。

3 掘進工作面安全管控支護材料

正常掘進時備用支護材料存放在巷道專門的堆料點，不影響通風設施及牌板觀測處。備用物料安全管理的方法按下列執(zhí)行。

1）所有頂錨桿、幫錨桿、錨索、鋼筋托梁及金屬網備用地點分別碼放整齊，分別按類懸掛標示牌，不準混淆。入井前必須進行檢驗合格方可入井。

2）其他物料必須按照公司相關質量標準化規(guī)定的要求分類碼放，并懸掛標示牌。

3）每班清點各種物料，寫清型號、位置、數(shù)量，填寫驗收單，及時報值班人員。

4）未安裝膠帶輸送機前材料碼放要整齊，物料堆放不得影響車輛暢通運行；分類管理，高度應≤1.2 m，避免倒塌。

5）安裝膠帶輸送機后材料全部碼放在膠帶輸送機機尾特制材料架上；分類管理，高度不超過0.5 m，以免發(fā)生倒塌現(xiàn)象。

6）備用支護材料保證生產班正常掘進，并有一定剩余量。

7）永久支護材料不得超過掘進工作面300 m。

8）工作面配備一套敲幫問頂工具，每套包含兩件工具，長度≥3.0 m，敲幫問頂工具距工作面距離≤20 m，放置在機組轉載架上，并安排專人進行維護。

4 掘進工藝流程

安全檢查→掘進機割煤、出煤→退機→截割頭落地→閉鎖開關→加護罩→敲幫問頂→臨時支護→鉆頂部錨桿孔→安裝樹脂藥卷、頂錨桿、緊固頂錨桿→鉆頂部錨索孔→安裝樹脂藥卷、錨索、漲拉錨索→聯(lián)接上半部幫網→鉆上半部錨桿孔→上鋼筋托梁→安裝樹脂藥卷、幫錨桿、緊固幫錨桿。掘進工作面布局如圖2 所示。

圖2 掘進工作面布局

4.1 安全檢查

首先由當班負責人對掘進工作面20 m 范圍支護質量、通風設施、監(jiān)控設施進行檢查并確認探水鉆孔位置，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。

4.2 開機前準備

掘進機司機檢查供電、供水是否正常，檢查掘進機周圍有無人員及雜物，若發(fā)現(xiàn)異常情況，及時向當班負責人匯報，待隱患處理完并確認安全后方能開機。

4.3 截割方式

掘進機按操作規(guī)程操作，掘進機從巷道底部左側進刀進行水平截割，先掃底，然后緩慢的向頂部截割，割完頂部再刷幫成型。國內煤礦巷道掘進方式對比如表1 所示。

表1 煤礦巷道掘進方式對比

4.4 出煤、退機、停機

割煤完畢并將工作面浮煤清理干凈后退機，掘進機后退至掘進工作面迎頭5 m 外安全地點，將截割頭落于底板中部，閉鎖開關，加護罩。

4.5 敲幫問頂

班組長安排一名有經驗的工人，站在永久支護巷道兩側，對已掘空頂空幫巷道進行敲幫問頂，班組長在另一側觀察、監(jiān)護，敲幫問頂人員確認退路暢通后，開始對已掘空幫空頂巷道進行敲幫問頂，找凈頂幫活煤活矸，經班組長確認頂板及兩幫穩(wěn)定無隱患后進入下一循環(huán)。

5 掘進機操作安全措施

1）巷道掘進過程中發(fā)現(xiàn)有異常淋（出）水情況時，立即停止掘進，查明異常區(qū)的富水情況，排除隱患后方可繼續(xù)施工。

2）掘進作業(yè)時，司機需嚴格按照《掘進機司機操作規(guī)程》持證上崗，司機要具備使用、檢查、維護、保養(yǎng)及排查故障的能力，每臺掘進機作業(yè)時需配置正、副司機，配置輔助司機的目的是隨時查看巷道成形的狀況。

3）設備開機前，需檢查操作按鈕及手柄是否在“0”位，同時檢查設備周邊≤5 m 的范圍是否有人，在確認無誤后，發(fā)出開機警報，并有超過5 s 的延時后，確保截割部電機在空載下啟動。

4）針對掘進機的檢修，必須保證設備停留在永久支護下后拆卸切割頭，同時關閉開關并用護罩圍擋截割頭，方可檢修；檢修電控箱時，必須關閉上一級開關，方可檢修；檢修電機時，必須關閉掘進機總開關，方可檢修。

5）掘進時在遇到大煤塊卡溜時，需停止作業(yè)，并在輔助人員將其破碎后方可繼續(xù)作業(yè)，嚴禁強拉蠻干。

6）在正常班組作業(yè)時，當班司機不得擅自離開，離開時需閉鎖掘進機并及時告知工作面作業(yè)人員。

7）正、副司機在掘進機進退機時要密切配合，隨時關注兩幫及頂板已施工的永久支護，嚴防掘進機掛壞，對遇到掛壞的支護要當班處理。

8）鉆機操作人員，應相互協(xié)調好，確認所有鉆機已完成錨固作業(yè)并放置妥當，向掘進機主司機匯報已完成錨桿、錨索打設工作。

9）針對易損部件要做到定期進行維護檢修，及時檢查機組油位并進行潤滑，油量不足時要及時加油。

10）掘進施工過程中，必須安排職工在機尾監(jiān)護橋式轉載機皮帶和膠帶輸送機尾的運轉情況，并看護隨機水管及電纜，防止水管及電纜被擠壓。

11）掘進機割煤作業(yè)時要開啟噴霧裝置并確保噴霧效果，做到為割煤降塵。

12）掘進機開啟過程中司機要嚴密關注設備運轉，發(fā)現(xiàn)異常立即停機檢查，嚴禁機組帶病運轉，做好日常檢修和維護工作。

6 掘進機行走安全技術措施

1）加強現(xiàn)場管理，班組長在現(xiàn)場統(tǒng)一指揮。掘進機前進后退時，撤出工作區(qū)域內人員，掘進機前方及兩側不得有人逗留，掘進機司機聽清號令，做到操作無誤。

2）走、拐掘進機前，應先檢查清理好行走路線，以免出現(xiàn)其他問題。

3）掘進機正、副司機相互配合，發(fā)現(xiàn)異常情況，副司機及時提醒，以免擠傷幫壁電纜、管線或傷及人員。走、拐機時，要有兩人前后相距5 m 以外照應，其他人員不得在此范圍內停留或作業(yè)。機組行進過程中，必須安排專人向前或向后傳電纜，并做好電纜防護工作，防止擠破或扯斷電纜。

7 結語

礦井掘進環(huán)境惡劣，對掘進機的檢修與保養(yǎng)包機到人，實行計劃檢修與強制檢修相結合的辦法。每天對掘進機的要害部位指定專人檢查，易松動部位要及時檢查緊固。掘進機開機前，認真檢查各部位完好情況，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。按照潤滑注油六定（定人、定機、定時、定量、定質、定位）進行處理。