煤礦掘進技術及安全管理

張偉峰

太原煤氣化集團有限責任公司東河煤礦

煤礦掘進技術及安全管理

張偉峰

太原煤氣化集團有限責任公司東河煤礦

新時期下，人們對煤礦掘進技術提出了更高的要求，不僅關注其煤炭開采質量和效率，更關注其安全管理方面工作。因此，加強對煤炭掘進技術及其安全管理的研究具有現實意義。運用現代化機械掘進工藝，是完成煤巷快速施工的必要手段。故欲滿足煤巷施工作業面快速拓展的需求，就必然離不開現代化綜掘工藝的實施，在具備一定規模和實力的礦井進行掘錨聯合作業，并且恰當利用連續式采煤設備，達到煤巷施工的快速掘進過程。在掘進過程中，要采用全段光爆技術和深空爆破技術，逐漸縮短打眼爆破時間，實現施工快速循環，從而提高掘進速度。在煤礦掘進過程中，要采用現代化掘進機械，利用高技術含量的施工設備，以此提升掘進效率，希望通過本文的描述，能為以后的具體工作起到實際的參考作用。

煤礦；掘進技術；安全管理

1 煤礦掘進技術介紹

目前，我國煤礦開采過程中涉及的施工技術主要包括以下幾種:鉆爆法、光面爆破掘進技術、全斷光爆和深孔爆破技術。第一種技術應用于巷道施工中，主要為了破碎巖石，在具體施工中，結合巖石實際情況，通過正向和反向裝藥兩種方式，將藥包依次裝入其中，開展爆破作業；第二種技術是建立在破巖基礎之上的掘進技術，廣泛應用于各種類型的煤礦巷道施工中，具有效率高、成本低等優勢；第三種技術是一種新型技術，能夠在有效減少施工時間的同時，兼顧施工循環，縮短開采時間，提高掘進質量和效率，對未來煤礦掘進工作發展產生積極的促進作用。

2 煤礦高效掘進技術在我國的發展

2.1 煤巷綜合機械化掘進方式

這種掘進工藝的特點是在我國各類煤礦掘進技術中應用相對廣泛，我國自1979年以來，第一個從國外引進的核心技術是懸臂式掘進機，該掘進技術具有的優勢是生產穩定性強，對生產環境的適應能力強。由于掘進機技術的研究在中國起步晚，因此起初只能從國外引進，由于國內大量的開采需要，所以一定程度上加大了科技研究投資。盡管如此，在與國外掘進機技術相比之下仍有一些差距。

2.2 連續采煤機與錨桿鉆車配套作業線方式

這種掘進方式關鍵之處在于連續采煤機，在多巷道掘進環境下，此種方式的優點是效率比較高，缺點是大部分的設備都是由外商掌控，在自動化的操作指標上，可操作性不是很強，經常會發生問題。

2.3 掘錨機組一體化掘進方式

此方式適用于一些特殊煤礦掘進開采，仍處在實驗階段，技術尚不穩定，四臂錨桿鉆機是設備的核心工具，也是未來技術攻關的主要趨勢，實施臂式錨桿支護技術，可以使掘進技術的智能化、自動化程度提高，對功能的完善有著很大的作用，是未來煤礦安全生產的主導技術。和其他儀器一樣，核心技術由國外設備制造商掌控，技術還不夠不穩定，設計和制造的工藝也不是很成熟，所以一直都沒有得到推廣。

3 煤礦掘進技術的安全性

煤礦掘進技術，其包括的范圍比較廣泛，涉及到的細節部分比較繁瑣下面將著重介紹幾種基本的煤礦掘進技術:巷道掘進施工技術在巷道掘進施工技術中，主要涉及到兩種類型，其一，爆破掘進；其二，掘進機掘進從礦工安全的角度去思考，主要需要注意以下幾點：

3.1 巖石平巷施工安全問題

首先，實事求是，依據自身的斷面大小，支護類型，地質情況，工人素質，施工設備，來確定最合適的作業方式，在此基礎上切實編寫相關的作業流程；其次，嚴格按照相關的路程開展施工；其三，強化頂板管理和控制，對于臨時支護進行有效的檢查，盡量避免冒頂事故和頂板事故的出現；其四，在平行作業的時候，要保證支護工作面與掘進支護面的距離；其五，在平行作業開展的過程中，保證永久支護的穩定性，確保不會對于行人產生影響。

3.2 水平煤巷施工安全問題

首先，根據不同的破巖方式去做好相應的頂板管理工作；其次，保證在瓦斯煤層掘進時，使用毫秒延期電雷管，實現全面的爆破；其三，在特殊土質區域，要避免使用爆破方式進行掘進，應該以人工的方式進行操作；其四，掘進機械在施工的過程中，把握空間距離，避免出現空頂作業的情況。

4 煤礦掘進安全管理有效措施

4.1 堅持相應原則，加強掘進管理

首先，巖石平巷方面。煤礦開采工作中，要嚴格遵守相關制度規定，結合實際情況，考慮設備、人員等各個要素，進行權重分析，制定合理的施工方案，為具體施工提供指導。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，及時檢查臨時支護巷道，調整和改善危險點，避免冒頂等安全事故的發生，在作業時，施工人員要與支護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展作業，并在搭設永久支護周邊設置警示標語，提醒過往人員。其次，水平煤巷方面。頂板始終是煤礦掘進安全管理的薄弱環節，具體工作中，要堅持具體問題具體分析原則，針對實際情況，采取針對性方法。例如:針對頂板破碎及煤質松軟等情況，要利用手鎬或者風鎬方式進行破碎，與此同時，不能進行爆破作業。通過這種方式，不僅能夠保障人員安全，還能夠提高作業效率。最后，上、下山施工方面。針對上山工作，受到瓦斯自身特點的影響，易出現上浮現象，由此，要加強通風，最大限度減少瓦斯聚集現象的發生，另外，還要注意對運輸機固定絞車和滑輪的管理，以此來規避跑車事故，提高安全系數。在進行下山工作過程中，與上山一樣，要在坡頂處設置阻車裝置，確保車與人分離行駛。

4.2 巖石平巷施工安全注意事項

要按照地質情況、支護形式和斷面大小，綜合考慮施工設備、作業人員技術素質等因素來選擇合理的作業方式，同時編寫與實際相符合的作業規程。在掘進作業中，要嚴格依照作業規程來實施作業。要做好頂板管理工作，避免發生冒頂事故。對于進行臨時支護的巷道，要及時進行檢查，預防頂板事故的發生。進行平行作業時，掘進工作面和永久支護工作面之間要保持合適的距離，在工作面進行放炮作業時，必須要求所有作業人員撤離到安全地點。對于搭設的用于平行作業時進行永久支護的工作面工作臺，必須要確保搭設牢固，設置專門警示信號，避免對過往的行人和車輛造成影響。

4.3 水平煤巷施工作業的安全注意事項

在施工作業過程中要按照不同的破巖方法來做好頂板管理工作。對于頂板破碎，煤質較為松軟，二節理發育及層理和瓦斯都無法降至允許爆破時，要采用手皋或風鎬進行破碎，同時要禁止進行爆破作業。在瓦斯煤層中進行掘進時，必須要使用毫秒延期電雷管，實施一次全斷面爆破，將總延期時間控制在130ms以內。采用掘進機施工作業時，要嚴格控制空頂距，禁止空頂作業。

4.4 爆破施工管理

煤炭井巷掘進爆破可以采用施工巷道一次成巷，掘進和支護一起施工，施工流程也很簡潔，但在節理較發育、圍巖裂隙較大的軟巖段的施工效果不如之前的好。所以，這種爆破技術比較適合在圍巖硬度中等以上的區域，巖石穩定性只要滿足標準，爆破效果相對來說也會很好的。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合后才發揮作用，巖石就受到了破壞。周邊眼起爆時，爆炸沖擊波對巷道內側的巖石和巷道外側的巖壁同時起了比較強烈的破壞作用，所以只有消除了周邊眼爆破對巷道周邊巖壁的破壞作用，才能達到光面爆破的成效。光面爆破的不偶合系數最大不要＞2，并且該炸藥的臨界直徑要高于藥卷直徑，使傳爆的穩定性增加。

4.5 加強錨桿支護過程，創新運輸模式

增強設備整體配套水平井下巷道掘進作業工效低、機械功能沒有得到完整發揮，其在實際情況下與設備配套效果差、配套不平衡有很大關系。巷道開鑿裝置中的相關配套方式繁雜，其中有圍巖支護、煤炭轉載、輸送、送電、通水、布風、洗塵等工序，欲增強煤巷開鑿效率、完整展示機械化功能，一定要增強設備整體配套效果，促使其更加完善。尤其是圍巖支護及轉運負荷重，消耗時間長，務必處理好此兩個主要工序，方可實現掘進機械的作用。

5 結語

總而言之，我國煤炭產業不斷發展，不僅僅體現在掘進技術上，還表現在對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，但是需要知道的是目前我國的煤礦掘進技術還存在很多的問題，尤其是安全問題上展現出了很多的缺點，這就需要我們不斷的探索和總結，爭取做到掘進技術與安全管理的齊頭并進，實現煤炭技術的全面改革。

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