礦井高效掘進技術應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過程中相關技術的使用現狀，就高效掘進過程中，預防瓦斯突出所采取的相應措施，并分析了礦井高效掘進技術的發展趨勢，希望能夠為相關人員提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：礦井;高效掘進;瓦斯治理;發展趨勢

隨著我國經濟發展水平的提高，對礦產的需求量不斷增加，自然資源畢竟是有限的，這也使得采礦環境越來越復雜。未來要更好地開展采礦工作，提高生產效率，就需要對掘進技術進行升級，充分引進現代化技術，提升采礦掘進的工作效率，不斷實現自動化生產，并且在新技術升級階段，更加注重瓦斯隱患的排除，促進采礦行業的進一步發展，為我國國民經濟發展作出更大的貢獻。

1 高效掘進技術的應用

1.1 截側技術

在使用掘進設備過程中，掘進截割頭質量和水平是設備性能的直接影響因素，所以，截割頭的設計非常重要，切割頭的設計是掘進能否順利實現的關鍵環節。為了提高礦山生產質量水平，必須采取科學措施，提高生產的安全性和穩定性，進一步提升生產效率。采礦環境條件也會在采礦過程中影響到生產技術的使用效果，為此，技術員一定要結合生產實際情況進行操作，以滿足生產需求執行整個過程的控制，不斷提高和完善設計方法，以確保在生產過程中掘進工作正常和高效的操作運行設備，使生產環節保持完整性。目前，對于刀頭的制造工藝和設計理念，相關專業人士也在積極研究，引進先進的科學技術，提高刀頭的耐用性和生產效率。然而，根據我國礦山生產的實際情況，在切割頭的設計上仍有一些使采礦生產效率難以提高的問題存在，也造成了巨大的成本浪費。因此，有必要采用滾巖施工方法有效的完善和改進切割頭，來提高切割頭的生產能力，延長設備使用壽命，提高采礦生產效率。

1.2 負載反饋調速技術

采礦掘進機的工況參數比較多，切削牽引速度是其中最重要的參數，合理的切削牽引速度會直接影響到掘進機的參數，并且對于切削厚度、鉆深等也存在一定影響問題。負荷反饋調速技術主要采用兩種方式來調節切割牽引速度，一是泵負荷反饋無級調速，二是比例多通路換向閥。使用這種技術可以減少浪費，還可以有效防止液壓系統產生過熱現象，具有延長液壓元件的使用壽命的效果，確保采礦掘進機更加高效的生產。目前，EBZl60TY型掘進機得到了廣泛的應用，該掘進機采用比例多通道換向閥、恒功率變量泵等液壓元件，牽引達到無級調速目的，進而提高了整個機械設備的性能。

2 高效掘進過程中存在的問題

2.1 瓦斯治理問題

在礦井高效快速掘進過程中，巷道延伸長度大，易出現回風流瓦斯超限事故，造成瓦斯超限斷電問題，不僅使采礦工作人員安全受到威脅，同時也影響生產任務，為解決這一難題，高效掘進過程中應配合礦井通風、通風區域、技術上積極探討方案、制定措施，從割煤工藝、打探防孔、風速測量、巷道距離、等多因素多方面進行細致分析和實施規劃。

2.2 一些支護配套設備相對落后

現在仍有部分礦山企業支護設備總體上比較落后，支護設備質量不能完全滿足礦山支護要求，嚴重影響到礦山開挖以后的支護效果。隨著支護設備長時間連續使用，設備會出現磨損問題，使其剛度和強度隨著頻繁使用而降低，對當前實際工作要求難以滿足，并且對支護的效果造成嚴重影響。

2.3 一些礦山企業的礦井巷道斷面過小

在巷道施工過程中經常將巷道斷面設計成拱形斷面，這類斷面一般會影響支護工作的順利進展。主要由于拱段相對較小，導致一些支護工作難以順利開展，在一定程度上影響了采礦工人的實際工作效率。為此，對巷道的斷面形狀進行改變，改善小斷面情況具有十分重要的意義。

2.4 一些掘進機機械化程度較低

盡管在掘進過程中會經常使用懸臂式掘進機等機械化設備，可是在錨固環節，還是需要很多的工具由相關人員攜帶到采場。這些工具大多體積偏大，重量很沉重，會影響到工作人員的工作效率，嚴重威脅到人員的生命安全。因此，積極提高礦山掘進機的機械化水平就顯得尤為重要。

2.5 巷道的適應性有待提高

巷道在實際施工過程中，相關建設人員沒有采取合理的方法，以從淺到深的方法進行建設，導致巷道在建設完成以后，發現并不能滿足井下開采實際使用要求，無法起到巷道的真正作用。于是，在這樣的情況下建成的巷道，極大降低開采的效率，甚至于在工作中會出現一些錯誤和危險的操作手段，對相關工作造成危害，對人員生命安全造成威脅，既嚴重影響實際工作效率，同時阻礙企業安全穩定的發展。

3 高效掘進技術的發展趨勢

未來采礦高效掘進技術的發展趨勢將主要體現在掘進與錨固一體化。目前，美國和澳大利亞等國家開始在挖掘錨固作業中使用挖掘錨固機進行并聯作業。與錨桿鉆機與掘進機交叉換位施工相比，掘進錨桿技術應用范圍更廣，支護效果也相對較高，引起業界內的廣泛關注。此外，掘進錨固一體化技術也可用于雙巷或單巷頂板條件較差的開挖，且掘進速度較快。周期時間嚴格控制在半小時以內，每日進尺可達40-50m。頂板暴露后及時安裝頂板可大大提高支護質量，保證巷道形成，很大程度改善支護作業環境。為了提高采掘效率，綜合采掘錨桿技術將是未來的主要發展方向。它不僅提高了掘進效率，而且提高了掘進技術水平，在我國具有良好的發展前景。根據我國目前的地質條件和技術條件，對掘錨一體化技術進行深入研究，可以為該技術的應用和推廣提供條件。

4 高效掘進中重視瓦斯治理

采礦掘進的效率、速度和質量，會受到掘進技術和工藝的雙方面因素影響，同時也受到管理體系的影響。采礦企業安全高效的管理體系，能夠為安全高效的掘進技術提供堅實的基礎，以此推動掘進技術向更安全高效的方向發展。并且，掘進施工完善的系統化管理，能夠為安全高效的采礦掘進提供制度保障，使得掘進施工各項工作及時適應創新的管理體系。在掘進過程中，應進一步加強對掘進機械設備的管理工作，確保機械設備的安全使用，同時提高機械化程度，有效保證相關機械設備的科學應用。

針對高效掘進過程中瓦斯治理問題，應做到以下幾點：①改變采礦掘進機進刀方式，掘進機割煤時從煤層上部進刀，防止煤層突然垮塌，造成瓦斯大量涌出;②增加掘進機噴霧，采礦掘進機兩側多安裝一組噴霧，割煤時噴霧全部打開，降低割煤時產生的煤塵，從而遏制瓦斯涌出;③對專用回風巷進行清理，回風巷內不得堆放任何物品，從而增加回風量，降低瓦斯濃度;④各井下作業班組在掘進前對迎頭打設足夠多的瓦斯釋放孔，同時對釋放孔進行注水，提前釋放和稀釋礦層瓦斯含量，降低割煤時瓦斯涌出量;⑤對專用回風巷進行清理，回風巷內不得堆放任何物品，從而增加回風量，降低瓦斯濃度。以上施工辦法通過實際試行，有效抑制瓦斯超限情況的發生，在安全生產上扎實基礎，并且提升了高效進尺的速度。

5 結束語

近幾年，我國經濟發展水平正在逐步提高，人們對生活質量的要求逐漸提高，因此對自然資源的需求量也越來越高。對于采礦行業來說，傳統的開采和生產技術已經不能滿足當前生產需求，只有在重視安全生產前提下，不斷進行技術升級，才能提升生產效率，更好地適應市場化需求。當前，在采礦領域，高效采礦技術由先進的科技力量所構成，越來越發揮出關鍵作用，具備廣闊的市場發展前景。

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作者簡介：

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