探討煤礦掘進技術(shù)及安全管理

李信義

(山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045008)

引言

煤礦大多分布在地下巖層或山體當(dāng)中，根據(jù)其分布位置，使用的掘進設(shè)備也有所不同。近年來煤礦企業(yè)為提升煤礦產(chǎn)量，不斷對現(xiàn)有開采技術(shù)進行更新并引進新型技術(shù)，在提升產(chǎn)量的同時有效減少成本支出，經(jīng)濟效益明顯提升。作為不可再生能源，我國非常重視煤礦開采作業(yè)，目前更先進的掘進技術(shù)還在研究之中。

一、煤礦掘進施工技術(shù)

1.鉆爆技術(shù)

在較堅硬的巖石層中，需要用到鉆爆法開采煤礦，該項技術(shù)使用過程中需要注意的問題是：1.在爆破前，需要勘測周圍巖層情況，并結(jié)合掘進巷道環(huán)境，計算炮眼位置參數(shù)，這樣才能取得較好的爆破效果。2.計算結(jié)果不能直接作為爆破參數(shù)，還需要將其與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行對比，選擇標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)用于爆破作業(yè)。3.對周邊巖石的堅固系數(shù)進行計算，并測量地下水位，進而完成炸藥量的計算。若炮眼位置周圍存在較多水分，需要對炸藥進行防水處理。4.選擇合適的裝藥方式，正裝和反裝是現(xiàn)階段煤礦掘進中常用的裝藥方式，方式選擇需要視現(xiàn)場情況而定。此外，還要注意引線連線方式的確定，爆破人員需結(jié)合現(xiàn)場情況，選擇最合適的連線方式。

2.深孔爆破技術(shù)

采用該項技術(shù)成型的炮孔，其直徑最小為75mm，借助深孔鉆機鉆出深度最少為5米的孔洞。實際鉆孔時要根據(jù)事先修好的梯段的傾斜程度，判斷是垂直鉆孔還是傾斜鉆孔。鉆孔前，檢查鉆孔工具是否齊全，并將工具表面清理干凈。鉆孔作業(yè)必須由兩名工作人員配合完成，以打孔位置為圓心，50范圍內(nèi)不能出現(xiàn)帶電作業(yè)。機體、鉆桿及炮眼必須保持在同一直線上，每鉆一個孔都要編號，方便后期布置引線。鉆孔完畢后勘察周圍巖層，精確計算炸藥量。放炮作業(yè)完成后，相關(guān)人員至少間隔15分鐘，才能進入爆破區(qū)查看有無啞炮。處理啞炮時注意做好自身的防護措施，嚴(yán)格按照技術(shù)要求拆除啞炮。

圖 深孔爆破技術(shù)施工原理

3.光面爆破技術(shù)

該項技術(shù)是目前最先進的爆破技術(shù)，其爆破過程如下：利用常規(guī)爆破方式，在巷道內(nèi)部形成新型粗?jǐn)嗝?。從粗?jǐn)嗝嬷羞x擇厚度均勻，周圍巖層穩(wěn)定性較高的光面層，在光面層上完成炮眼布置作業(yè)，進而完成爆破。利用該項技術(shù)完成的爆破，對周圍巖層影響較小，且爆破斷面整齊方面后續(xù)施工。在地下水較為豐富的水工隧道內(nèi)，此爆破技術(shù)同樣適用。

二、我國煤礦掘進技術(shù)的現(xiàn)狀

1.綜合掘進機機械掘進技術(shù)現(xiàn)狀

該技術(shù)主要由懸臂掘進機、單螺桿鉆機、供電系統(tǒng)、輸送機、刮板輸送機、通風(fēng)除塵設(shè)備等組成，在我國重點煤礦得到了廣泛的應(yīng)用。綜合機械化掘進的主要設(shè)備綜掘機自移式電纜托架裝置，主要由三個托架，滑輪和鋼絲繩組成。新型的綜掘機自移式電纜托架裝置首先是在皮帶機機尾上安上大架子，將所有電纜與開關(guān)設(shè)備放在架子上，在拉移機尾時這些設(shè)備都可以跟著前進；然后在綜掘機二運機尾、皮帶機緩沖架機尾與堆放電纜的大架子末端分別安設(shè)所設(shè)計出的三個架子，在架子上固定滑輪，穿上鋼絲繩，在鋼絲繩上掛上小滑輪，然后把需要預(yù)留的電纜固定在滑輪上，形成了一個回路，保證電纜可以隨著綜掘機的前后移動而自動的相應(yīng)移動。使用綜掘機自移式電纜托架裝置解決了人力、體力、巷道治療標(biāo)準(zhǔn)化以及安全隱患方面的問題，大大提高了職工勞工效率，實現(xiàn)了機械自動化，提高了巷道的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。

2.連續(xù)采礦機掘進技術(shù)現(xiàn)狀

我國連續(xù)采煤機技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚。20世紀(jì)90年代之際，我國一些先進的煤礦企業(yè)從國外引進掘進機械，此后，經(jīng)過科研人員的研發(fā)，我國才將此技術(shù)加以應(yīng)用。該技術(shù)不僅可以作為單臺采煤機在作業(yè)中使用，還可以用于基巖開采工作，主要用于斷面斷臂、雙巷、多巷開采，特別是在煤礦景觀場、巷道開采環(huán)境較好的情況下?，F(xiàn)階段使用的主要型號包括15DDVCABM20的12cm。然而，由于中國工業(yè)起步較晚，生產(chǎn)此類設(shè)備的企業(yè)仍然不足。此外，掘進機生產(chǎn)基礎(chǔ)相對薄弱，低產(chǎn)量、兼容性和可靠性不足等仍是當(dāng)前所亟待解決的首要問題。

3.挖掘錨機一體化掘進技術(shù)現(xiàn)狀

我國的煤層儲存條件比較復(fù)雜，要想高效的將煤礦資源很好的開采，就必須不斷的對實用、高可靠性的掘進設(shè)備進行研究與開發(fā)，綜合而言，我國實現(xiàn)高效掘進技術(shù)的主要途徑是挖掘錨機一體化，相對于開采工作，挖掘錨機一體化效率高、效率高、可靠性強、機械化程度高的特點，大大的提高了采礦效率，并在一定程度上將采礦工藝進行了優(yōu)化；但目前我國煤炭開采行業(yè)仍處于探索階段，系統(tǒng)的掘進管理與現(xiàn)場監(jiān)管仍存在一定差距。

三、不同掘進階段的安全注意事項

1.巖石平巷掘進注意事項

該階段掘進施工過程中，需要注意的地方包括：1.檢查掘進設(shè)備是否齊全，邊掘進邊注意巷道變化情況。2.每掘進一段距離就要對巷道進行臨時支護作業(yè)，并隨時檢查支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3.放炮作業(yè)風(fēng)險系數(shù)較大，相關(guān)人員要注意自我保護。4.工作面搭建完成后，要對其穩(wěn)程度進行檢測，并在醒目位置張貼警示語。

2.水平煤巷掘進注意事項

此掘進階段需要著重考慮的是頂板，首先需要對頂板煤層的堅固程度進行檢測，若頂板強度不達標(biāo)、或者頂板出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象，該種情況下的頂板不能進行爆破處理。為保證掘進的順利進行，需要利用風(fēng)鎬手動挖掘巖層，挖掘時要避免漏頂。瓦斯煤層是爆破斷面中的一種，由于不能進行補充爆破作業(yè)，遇到此種煤層時要認(rèn)真分析周圍巖層構(gòu)造，確保能夠一次爆破成功，且不會出現(xiàn)瓦斯泄漏現(xiàn)象。

3.上下山掘進注意事項

上山掘進過程中，需要保持巷道內(nèi)部的良好通風(fēng)，若掘進時遇到瓦斯煤層，基于瓦斯較輕的特性，必須對整段巷道進行完全通風(fēng)，才能將安全事故發(fā)生的幾率降到最低。通風(fēng)設(shè)備要指派專人管理，減少設(shè)備故障次數(shù)，保證風(fēng)機正常工作。下山掘進時最容易出現(xiàn)的事故是跑車，為避免跑車事故，需要嚴(yán)格檢查滑輪、絞車的穩(wěn)固程度。在事故發(fā)生時，可使用阻車器使掘進機構(gòu)停車。

四、提升煤礦掘進質(zhì)量的安全管理措施

1.加強崗位培訓(xùn)

首先對即將上崗人員進行培訓(xùn)，針對崗位特點向員工詳細講解操作流程，并要求員工完全掌握操作規(guī)范。同時做好對員工的安全培訓(xùn)，讓員工有巷道工作準(zhǔn)備，在遇到危險時能快速進行自救。其次是上崗期間，可選擇經(jīng)驗豐富員工幫助新員工，及時指正新員工操作上的錯誤，在不斷實踐過程中快速提升員工的操作技能。最后根據(jù)掘進現(xiàn)場情況，制定切實可行的獎懲機制，確保每位員工都能嚴(yán)格遵守規(guī)范完成相關(guān)作業(yè)。

2.加快設(shè)備、理念的更新進度

開采、運輸?shù)仍O(shè)備質(zhì)量決定采礦效率，在科學(xué)技術(shù)更新?lián)Q代較快的現(xiàn)代社會，企業(yè)設(shè)備的更新速度也應(yīng)該跟上技術(shù)變化速度。在先進設(shè)備的支撐下，企業(yè)生產(chǎn)理念才能在最大程度上得到落實。生產(chǎn)理念并不是一成不變的，理念也要與時俱進，制定與企業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的生產(chǎn)理念。設(shè)備和理念相互配合，兩者相輔相成，企業(yè)的煤礦產(chǎn)量才能快速提升。

3.安全管理流程化

從發(fā)現(xiàn)問題開始，直到將隱患完全消除，整個過程要向流水線化的方向靠近。管理人員需要認(rèn)真對待每個環(huán)節(jié)的處理工作，確保將隱患消除工作一步落實到位，避免新舊問題交叉，進而保證掘進施工正常進行。

4.保證技術(shù)實施安全

目前煤礦掘進過程使用的技術(shù)較多，確保技術(shù)實施過程安全可靠是現(xiàn)階段煤礦其的主要任務(wù)。有的技術(shù)是單獨使用的，有的施工技術(shù)配合使用，若實施過程出現(xiàn)問題，產(chǎn)生的影響無疑是巨大的。在設(shè)備掘進過程中，要注意周圍斷面地質(zhì)，同時做好巷道支護。并定期對設(shè)備進行維護，避免其出現(xiàn)故障延誤施工進度。對于爆破施工來說，既要考慮充分做好準(zhǔn)備工作，還要估算爆炸沖擊波對周圍巖層的影響情況。

五、我國高效掘進技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.綜合掘進機機械掘進技術(shù)發(fā)展趨勢。使用綜掘機自移式電纜托架裝置解決了人力、物力、巷道治療標(biāo)準(zhǔn)化以及安全隱患方面的問題，大大提高了職工勞工效率，實現(xiàn)了機械自動化，該設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單、安設(shè)方便、成本少、優(yōu)良效果顯著，具有廣泛的推廣前景。

2.連續(xù)采礦機掘進技術(shù)發(fā)展趨勢。連續(xù)采煤機掘進技術(shù)掘進速度快、采掘一體化效果好，是目前巷道掘進的關(guān)鍵技術(shù)，在煤礦開采中具有很高的應(yīng)用價值。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步與掘進技術(shù)水平的提高，連續(xù)采礦機掘進技術(shù)的水平與垂直切割功率分別達到了350kW和250kW，自動化程度逐步提高。此外，連續(xù)采煤機連續(xù)工作的特點，進一步提高開采效率，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的的環(huán)境中，也仍能很好的應(yīng)用，有效的提高了煤礦開采的效率，保障了工人的人身安全，具備較好的推廣價值。

3.挖掘錨機一體化掘進技術(shù)發(fā)展趨勢。挖掘錨機一體化技術(shù)主要應(yīng)用于單、雙巷道掘進，能有效提高支護質(zhì)量，加快掘進速度。在煤礦掘進工作中，挖掘錨能更好的提高機械應(yīng)用效率，維護環(huán)境穩(wěn)定性(具體參數(shù)見表1)。掘錨一體化可以實現(xiàn)高產(chǎn)高效的煤巷道掘進，其技術(shù)優(yōu)勢明顯，在我國也有廣闊的發(fā)展前景。因此，為充分帶動煤礦行業(yè)的發(fā)展，此技術(shù)應(yīng)會得到大力的開發(fā)和應(yīng)用。

六、結(jié)束語

新世紀(jì)的中國能源結(jié)構(gòu)仍然是以煤為主，煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展使得煤廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。隨著煤礦需求的不斷上升，煤礦開采的環(huán)境及條件變得越來越復(fù)雜，如何提高煤礦的開采效率，就成為了我國煤礦業(yè)生存和發(fā)展的最為迫切和關(guān)鍵的問題，為了能更安全、可靠、高效對煤礦資源進行開發(fā)，我們不得不加強掘進技術(shù)的改進與研究，不斷的推陳出新，本文通過對我國高效掘進技術(shù)的現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)了我國掘進技術(shù)仍有諸多的不足之處，并探討了我國高效掘進技術(shù)的未來的發(fā)展趨勢，希望為后續(xù)的煤礦開采工作提供些參考。