摘 要:剃頭開采指在開采過程中,主要進、回風巷道仍在繼續(xù)向下延伸時,運輸、通風、排水等系統均未完善的情況下,就組織回采或掘進的錯誤采掘模式,給安全生產埋下了諸多隱患,易發(fā)生事故。因剃頭下山開采較常見,文章主要介紹剃頭下山開采模式,在采區(qū)的主要進、回風巷尚未貫通,通風、供電、排水等各大系統均沒有形成,就開始進行生產,屬于一種邊開拓、邊采掘的開采模式,此種模式下存在諸多安全隱患。
關鍵詞:“剃頭”開采;安全隱患;瓦斯;治理
1 概念
剃頭開采指在開采過程中,主要通風系統、運輸系統及排水系統仍在繼續(xù)向下延伸時,就組織開采的一種錯誤開采模式。剃頭開采有兩種模式,一種是剃頭下山開采的礦井,一種是上山開采的礦井。其中上山開采的礦井在回采過程中,下一采區(qū)未布置采區(qū)集中巷前,從上山采區(qū)向采區(qū)集中巷的下山方向延伸越界開采下一采區(qū)的工作面。這兩種開采模式,都是在在采區(qū)的主要進、回風巷尚未貫通,通風、供電、排水等各大系統均沒有形成,就開始進行生產,均屬于邊開拓、邊采掘的開采模式,此種模式下存在諸多隱患。
2 剃頭開采模式成因
剃頭下山開采模式是在一定歷史條件下形成,并受許多客觀因素的影響,歸結起來,主要有以下幾個方面。
2.1 市場經濟原因
二十世紀九十年代煤炭市場疲軟,煤炭企業(yè)生產經營到了前所未有的困難時期,市場需求量少,價格低,很多煤炭企業(yè)虧損,甚至關閉,造成大多煤炭企業(yè)沒有大量資金,對對礦井開拓系統進行延伸,對通風、防治水工程進行有效投入。到2000年以后,煤炭市場迅速回暖,而且步法較快,給煤炭企業(yè)帶來了希望,但此時相當一部分煤炭企業(yè)雖然加大了對開拓工程的資金投入,也只是杯水車薪,無法有效解決該問題;此外,由于受各種因素的影響,不能實現礦井正常采掘接替,部分煤炭企業(yè)為了保證出煤量,為了確保經濟效益,維持經濟效益的穩(wěn)定甚至提高,不得不在通風、排水等系統尚未完善的情況下,就冒險組織采掘活動。
2.2 開采方式影響
由于采掘設備以及采煤方法的發(fā)展迅猛,尤其是采煤法的發(fā)展迅速,全國范圍內的大型國有煤炭企業(yè)在采煤工作面全面推廣一次采全高放頂煤開采采煤法,開采強度增大,產量提升速度更快。雖然實現了經濟效益,但造成開拓工程、采掘工程欠賬的局面,無法得到有效的緩解。
2.3 地質原因
2.3.1 瓦斯。部分礦井屬于高瓦斯礦井或者煤與瓦斯突出礦井,瓦斯含量高,防突工作繁重,給開拓掘進工作帶來了很大的困難,開拓掘進速度慢,而且大量增加了用于瓦斯防治的開拓掘進工程。
2.3.2 水害。隨著開采深度的增加,地下水害威脅越發(fā)明顯,主要是奧灰承壓水,增大了開拓掘進工程施工、設計難度,增加了用于排水以及防治水的開拓掘進工程,也加大了投入。
2.3.3 礦壓。隨著開拓、采掘工程向地層深部延伸,生產戰(zhàn)線拉長,礦壓顯現隨深度而加劇,造成巷道失修率高,前掘后修現象越來越多,巷道維護工程量大,大量擠占了開拓掘進工程施工時間,也增大了投入。
2.3.4 構造。部分礦井采區(qū)由于受地質條件變化影響,如構造多,如斷層、褶曲、陷落柱或者薄煤帶等,也有個別受相鄰礦井越界開采等原因,需要躲避構造等,開拓掘進工程量也會加大,同時開采儲量降低,造成開拓掘進工程欠賬更多。
3 存在隱患
剃頭下山開采存在大量事故隱患,剃頭下山開采模式,雖然在在一定程度上暫時緩解了出煤量的不穩(wěn)定問題,但是其中卻存在著大量安全隱患。
3.1 系統不完善
造成剃頭下山開采多數原因,大多因為采掘接替緊張而造成,如首采面投產時開拓系統尚未完工。有的是因為設計不能一次到位,采掘巷道不斷變化,使生產環(huán)節(jié)和各大系統趨于復雜化,造成系統抗災能力差,在排水、通風等系統方面埋下諸多安全隱患。
3.2 采掘頭面多
回采工作面回采、準備巷道掘進、開拓巷道掘進等工作都需要同時進行,在同一個區(qū)域內多頭多面,人員較多集中在一個抗災能力差的區(qū)域內施工,安全系數降低,長此以往勢必引發(fā)事故。
3.3 通風不可靠
由于同一施工區(qū)域,多頭多面,回采準備與下山的開拓延伸,在下山與下山、下山與大巷之間,開拓巷道下山下部與承擔通風、運輸等任務的下山上部之間,在新工作面的順槽掘進工作面與下山之間等地點都要設置通風設施,同一區(qū)域內通風設施過多,系統復雜化,其安全可靠性就大幅度降低;另因施工隊伍多人員集中,回采開拓掘進同步作業(yè),在此施工區(qū)域內行人、運輸,風門開關頻繁,通風設施易損壞甚至失效,易引起風流短路,進而造成回采工作面甚至整個施工區(qū)域內微風、無風等現象,極易引起瓦斯超限導致事故發(fā)生。
3.4 抗火災能力差
剃頭下山開采中主要進風巷道必須采用下行通風。下行通風在火災發(fā)生時,抗災能力差。火災易引起風流逆轉,火災形成的火風壓與通風機作用相反,尤其在下山剃頭開采的條件下,通風壓力小,火風壓就及其容易起主導作用,造成風流逆轉。此時災變風流就會侵入臨近的工作區(qū)域,若逆流到進風巷道,就會隨風流迅速侵入到人員集中的施工場所,造成大范圍人員傷亡,釀成大事故。
3.5 人員逃生難
災變逃生時,下山采區(qū)中人員逃生必須走上山巷道,相比走下山巷道消耗更多體力,更多時間,遇到突發(fā)事故,逃生難度相當大。
4 解決途徑
4.1 安全第一,生產第二
企業(yè)管技人員要轉變觀念、轉變思想,牢固樹立“安全第一、生產第二”的思想,始終把安全放在首位,安全實行一票否決制,必須清醒的認識到安全生產才是提高經濟效益的前提。所以強化煤炭企業(yè)領導、員工的安全意識,加強安全管理,對于煤礦安全生產是非常重要的。
4.2 超前規(guī)劃,超前設計
在礦井設計規(guī)劃時,采掘工程設計要超前、要完善,中長期采掘計劃要超前、要完善,合理調整采掘銜接,實現正常接替,防止因采掘銜接失調開采不合理,而形成剃頭開采現象。同時加大投入,集中力量解決井巷開拓問題,完善開掘系統,再進行采煤工作面的生產。
4.3 瓦斯抽排,防突先行
在高瓦斯或者煤與瓦斯突出礦井,必須超前進行瓦斯抽排、超前進行消突工作,同時加大瓦斯抽拍力度,完善抽放系統;不能讓瓦斯防治成為桎梏煤礦正常生產的瓶頸。
4.4 科學治水,完善系統
引進先進設備,利用先進的勘測手段,加強防治水工作,如:利用三維地震、瞬變電磁、開鑿水文觀測孔等,實現對水患的時時監(jiān)測監(jiān)控。另外,在要配備配套排水設備,加強管理,優(yōu)化完善排水系統,制定完善的防治水措施。
4.5 科學支護,減少巷修
隨著支護技術的發(fā)展,適當引進新技術、新工藝提高支護水平,增強支護強度,最大限度減少甚至避免巷修工作,而大量占用掘進施工時間。同時,引進先進設備、先進工藝,努力提高掘進速度。
5 結束語
綜上所述,剃頭開采為采掘生產埋下諸多隱患,也由于剃頭開采引發(fā)過諸多安全事故,為人們敲響了警鐘,所以在采掘過程中必須杜絕此種現象發(fā)生,以確保安全生產。
作者簡介:蘇本勝(1979-),男,黑龍江雞西人,采煤工程師,2004年畢業(yè)于河北工程大學采礦工程專業(yè),2011級河南理工大學礦業(yè)工程專業(yè)在讀工程碩士,現任貴州國源礦業(yè)集團有限公司金沙縣嵐頭鎮(zhèn)紅興煤礦采掘副總工程師,主管礦井采掘規(guī)劃以及采掘全面技術。