礦井高效掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用中瓦斯治理及解決策略

摘 要：本文首先闡述了礦井在高效掘進(jìn)過(guò)程中相關(guān)技術(shù)的使用現(xiàn)狀，就高效掘進(jìn)過(guò)程中，預(yù)防瓦斯突出所采取的相應(yīng)措施，并分析了礦井高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：礦井;高效掘進(jìn);瓦斯治理;發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，對(duì)礦產(chǎn)的需求量不斷增加，自然資源畢竟是有限的，這也使得采礦環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜。未來(lái)要更好地開(kāi)展采礦工作，提高生產(chǎn)效率，就需要對(duì)掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，充分引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)，提升采礦掘進(jìn)的工作效率，不斷實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，并且在新技術(shù)升級(jí)階段，更加注重瓦斯隱患的排除，促進(jìn)采礦行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

1 高效掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

1.1 截側(cè)技術(shù)

在使用掘進(jìn)設(shè)備過(guò)程中，掘進(jìn)截割頭質(zhì)量和水平是設(shè)備性能的直接影響因素，所以，截割頭的設(shè)計(jì)非常重要，切割頭的設(shè)計(jì)是掘進(jìn)能否順利實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了提高礦山生產(chǎn)質(zhì)量水平，必須采取科學(xué)措施，提高生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率。采礦環(huán)境條件也會(huì)在采礦過(guò)程中影響到生產(chǎn)技術(shù)的使用效果，為此，技術(shù)員一定要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行操作，以滿足生產(chǎn)需求執(zhí)行整個(gè)過(guò)程的控制，不斷提高和完善設(shè)計(jì)方法，以確保在生產(chǎn)過(guò)程中掘進(jìn)工作正常和高效的操作運(yùn)行設(shè)備，使生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持完整性。目前，對(duì)于刀頭的制造工藝和設(shè)計(jì)理念，相關(guān)專業(yè)人士也在積極研究，引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高刀頭的耐用性和生產(chǎn)效率。然而，根據(jù)我國(guó)礦山生產(chǎn)的實(shí)際情況，在切割頭的設(shè)計(jì)上仍有一些使采礦生產(chǎn)效率難以提高的問(wèn)題存在，也造成了巨大的成本浪費(fèi)。因此，有必要采用滾巖施工方法有效的完善和改進(jìn)切割頭，來(lái)提高切割頭的生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高采礦生產(chǎn)效率。

1.2 負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)

采礦掘進(jìn)機(jī)的工況參數(shù)比較多，切削牽引速度是其中最重要的參數(shù)，合理的切削牽引速度會(huì)直接影響到掘進(jìn)機(jī)的參數(shù)，并且對(duì)于切削厚度、鉆深等也存在一定影響問(wèn)題。負(fù)荷反饋調(diào)速技術(shù)主要采用兩種方式來(lái)調(diào)節(jié)切割牽引速度，一是泵負(fù)荷反饋無(wú)級(jí)調(diào)速，二是比例多通路換向閥。使用這種技術(shù)可以減少浪費(fèi)，還可以有效防止液壓系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，具有延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命的效果，確保采礦掘進(jìn)機(jī)更加高效的生產(chǎn)。目前，EBZl60TY型掘進(jìn)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，該掘進(jìn)機(jī)采用比例多通道換向閥、恒功率變量泵等液壓元件，牽引達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速目的，進(jìn)而提高了整個(gè)機(jī)械設(shè)備的性能。

2 高效掘進(jìn)過(guò)程中存在的問(wèn)題

2.1 瓦斯治理問(wèn)題

在礦井高效快速掘進(jìn)過(guò)程中，巷道延伸長(zhǎng)度大，易出現(xiàn)回風(fēng)流瓦斯超限事故，造成瓦斯超限斷電問(wèn)題，不僅使采礦工作人員安全受到威脅，同時(shí)也影響生產(chǎn)任務(wù)，為解決這一難題，高效掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)配合礦井通風(fēng)、通風(fēng)區(qū)域、技術(shù)上積極探討方案、制定措施，從割煤工藝、打探防孔、風(fēng)速測(cè)量、巷道距離、等多因素多方面進(jìn)行細(xì)致分析和實(shí)施規(guī)劃。

2.2 一些支護(hù)配套設(shè)備相對(duì)落后

現(xiàn)在仍有部分礦山企業(yè)支護(hù)設(shè)備總體上比較落后，支護(hù)設(shè)備質(zhì)量不能完全滿足礦山支護(hù)要求，嚴(yán)重影響到礦山開(kāi)挖以后的支護(hù)效果。隨著支護(hù)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，設(shè)備會(huì)出現(xiàn)磨損問(wèn)題，使其剛度和強(qiáng)度隨著頻繁使用而降低，對(duì)當(dāng)前實(shí)際工作要求難以滿足，并且對(duì)支護(hù)的效果造成嚴(yán)重影響。

2.3 一些礦山企業(yè)的礦井巷道斷面過(guò)小

在巷道施工過(guò)程中經(jīng)常將巷道斷面設(shè)計(jì)成拱形斷面，這類斷面一般會(huì)影響支護(hù)工作的順利進(jìn)展。主要由于拱段相對(duì)較小，導(dǎo)致一些支護(hù)工作難以順利開(kāi)展，在一定程度上影響了采礦工人的實(shí)際工作效率。為此，對(duì)巷道的斷面形狀進(jìn)行改變，改善小斷面情況具有十分重要的意義。

2.4 一些掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化程度較低

盡管在掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)經(jīng)常使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)等機(jī)械化設(shè)備，可是在錨固環(huán)節(jié)，還是需要很多的工具由相關(guān)人員攜帶到采場(chǎng)。這些工具大多體積偏大，重量很沉重，會(huì)影響到工作人員的工作效率，嚴(yán)重威脅到人員的生命安全。因此，積極提高礦山掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械化水平就顯得尤為重要。

2.5 巷道的適應(yīng)性有待提高

巷道在實(shí)際施工過(guò)程中，相關(guān)建設(shè)人員沒(méi)有采取合理的方法，以從淺到深的方法進(jìn)行建設(shè)，導(dǎo)致巷道在建設(shè)完成以后，發(fā)現(xiàn)并不能滿足井下開(kāi)采實(shí)際使用要求，無(wú)法起到巷道的真正作用。于是，在這樣的情況下建成的巷道，極大降低開(kāi)采的效率，甚至于在工作中會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤和危險(xiǎn)的操作手段，對(duì)相關(guān)工作造成危害，對(duì)人員生命安全造成威脅，既嚴(yán)重影響實(shí)際工作效率，同時(shí)阻礙企業(yè)安全穩(wěn)定的發(fā)展。

3 高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)采礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將主要體現(xiàn)在掘進(jìn)與錨固一體化。目前，美國(guó)和澳大利亞等國(guó)家開(kāi)始在挖掘錨固作業(yè)中使用挖掘錨固機(jī)進(jìn)行并聯(lián)作業(yè)。與錨桿鉆機(jī)與掘進(jìn)機(jī)交叉換位施工相比，掘進(jìn)錨桿技術(shù)應(yīng)用范圍更廣，支護(hù)效果也相對(duì)較高，引起業(yè)界內(nèi)的廣泛關(guān)注。此外，掘進(jìn)錨固一體化技術(shù)也可用于雙巷或單巷頂板條件較差的開(kāi)挖，且掘進(jìn)速度較快。周期時(shí)間嚴(yán)格控制在半小時(shí)以內(nèi)，每日進(jìn)尺可達(dá)40-50m。頂板暴露后及時(shí)安裝頂板可大大提高支護(hù)質(zhì)量，保證巷道形成，很大程度改善支護(hù)作業(yè)環(huán)境。為了提高采掘效率，綜合采掘錨桿技術(shù)將是未來(lái)的主要發(fā)展方向。它不僅提高了掘進(jìn)效率，而且提高了掘進(jìn)技術(shù)水平，在我國(guó)具有良好的發(fā)展前景。根據(jù)我國(guó)目前的地質(zhì)條件和技術(shù)條件，對(duì)掘錨一體化技術(shù)進(jìn)行深入研究，可以為該技術(shù)的應(yīng)用和推廣提供條件。

4 高效掘進(jìn)中重視瓦斯治理

采礦掘進(jìn)的效率、速度和質(zhì)量，會(huì)受到掘進(jìn)技術(shù)和工藝的雙方面因素影響，同時(shí)也受到管理體系的影響。采礦企業(yè)安全高效的管理體系，能夠?yàn)榘踩咝У木蜻M(jìn)技術(shù)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以此推動(dòng)掘進(jìn)技術(shù)向更安全高效的方向發(fā)展。并且，掘進(jìn)施工完善的系統(tǒng)化管理，能夠?yàn)榘踩咝У牟傻V掘進(jìn)提供制度保障，使得掘進(jìn)施工各項(xiàng)工作及時(shí)適應(yīng)創(chuàng)新的管理體系。在掘進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備的管理工作，確保機(jī)械設(shè)備的安全使用，同時(shí)提高機(jī)械化程度，有效保證相關(guān)機(jī)械設(shè)備的科學(xué)應(yīng)用。

針對(duì)高效掘進(jìn)過(guò)程中瓦斯治理問(wèn)題，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：①改變采礦掘進(jìn)機(jī)進(jìn)刀方式，掘進(jìn)機(jī)割煤時(shí)從煤層上部進(jìn)刀，防止煤層突然垮塌，造成瓦斯大量涌出;②增加掘進(jìn)機(jī)噴霧，采礦掘進(jìn)機(jī)兩側(cè)多安裝一組噴霧，割煤時(shí)噴霧全部打開(kāi)，降低割煤時(shí)產(chǎn)生的煤塵，從而遏制瓦斯涌出;③對(duì)專用回風(fēng)巷進(jìn)行清理，回風(fēng)巷內(nèi)不得堆放任何物品，從而增加回風(fēng)量，降低瓦斯?jié)舛?④各井下作業(yè)班組在掘進(jìn)前對(duì)迎頭打設(shè)足夠多的瓦斯釋放孔，同時(shí)對(duì)釋放孔進(jìn)行注水，提前釋放和稀釋礦層瓦斯含量，降低割煤時(shí)瓦斯涌出量;⑤對(duì)專用回風(fēng)巷進(jìn)行清理，回風(fēng)巷內(nèi)不得堆放任何物品，從而增加回風(fēng)量，降低瓦斯?jié)舛取Ｒ陨鲜┕まk法通過(guò)實(shí)際試行，有效抑制瓦斯超限情況的發(fā)生，在安全生產(chǎn)上扎實(shí)基礎(chǔ)，并且提升了高效進(jìn)尺的速度。

5 結(jié)束語(yǔ)

近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平正在逐步提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求逐漸提高，因此對(duì)自然資源的需求量也越來(lái)越高。對(duì)于采礦行業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的開(kāi)采和生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)需求，只有在重視安全生產(chǎn)前提下，不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，才能提升生產(chǎn)效率，更好地適應(yīng)市場(chǎng)化需求。當(dāng)前，在采礦領(lǐng)域，高效采礦技術(shù)由先進(jìn)的科技力量所構(gòu)成，越來(lái)越發(fā)揮出關(guān)鍵作用，具備廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。

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作者簡(jiǎn)介：

姚坤（1989- ），男，2013年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，礦建助理工程師，主要從事煤礦安全生產(chǎn)管理工作。