三元礦井順槽掘進安全管控分析

薛明明

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山縣店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 4302工作面順槽概況

晉能三元煤礦4302 工作面順槽設計長度1 348 m，從皮帶巷西翼900 m 位置開口，以270°方位角掘進，先沿5°坡度下山掘進，逐漸破頂，掘進到四采區回風巷上方時保證與四采區回風巷之間留有≥500 mm 厚的煤；掘進至46 m 后與4302 回風順槽回風道貫通，以6°坡度下山掘進，掘進到四采區膠輪車巷上方時保證與四采區膠輪車之間留有≥500 mm 厚的煤；掘進至98 m 與4302 回風順槽聯絡巷貫通后，以5°坡度下山找見煤層底板，最后沿3 號煤層底板掘進到指定位置，掘進方式為綜掘[1-5]，工作面配備1 臺EBZ-260 型掘進機，如圖1 所示。

圖1 EBZ-260 型掘進機

2 影響工作面正常掘進的水文地質因素

1）地表水：工作面西側為濁漳河，對掘進無威脅。

2）頂板水：根據相鄰巷道實際掘進揭露情況以及區域地質、水文情況看，頂板水主要來源K8 砂巖含水層裂隙水，K8 含水層距3 號煤層頂板約31 m，在掘進過程中導水裂隙帶可能導通上覆K8 弱含水層，出現頂板淋水。

3）底板水：4302 回風順槽巷道底板標高在500～563 m，根據三元礦《3 號煤層帶壓開采安全性評價報告》水位在636～638 m，該工作面進入帶壓區域。根據附近地質鉆孔資料，底板最大突水系數0.018 MPa/m，該段小于受構造破壞突水系數0.06 MPa/m。預計該段掘進期間底板突水可能性較小，K7 砂巖裂隙含水層位于3 號煤層底板，根據鉆孔資料揭露富水極弱。根據周邊實際掘進情況，該區域底板有滲水現象[6-8]。

4）陷落柱水：根據三元礦揭露的陷落柱和周邊礦井陷落柱揭露情況分析，預測該陷落柱雖然不導水，但不排除導水的可能性。

3 掘進工作面安全管控支護材料

正常掘進時備用支護材料存放在巷道專門的堆料點，不影響通風設施及牌板觀測處。備用物料安全管理的方法按下列執行。

1）所有頂錨桿、幫錨桿、錨索、鋼筋托梁及金屬網備用地點分別碼放整齊，分別按類懸掛標示牌，不準混淆。入井前必須進行檢驗合格方可入井。

2）其他物料必須按照公司相關質量標準化規定的要求分類碼放，并懸掛標示牌。

3）每班清點各種物料，寫清型號、位置、數量，填寫驗收單，及時報值班人員。

4）未安裝膠帶輸送機前材料碼放要整齊，物料堆放不得影響車輛暢通運行；分類管理，高度應≤1.2 m，避免倒塌。

5）安裝膠帶輸送機后材料全部碼放在膠帶輸送機機尾特制材料架上；分類管理，高度不超過0.5 m，以免發生倒塌現象。

6）備用支護材料保證生產班正常掘進，并有一定剩余量。

7）永久支護材料不得超過掘進工作面300 m。

8）工作面配備一套敲幫問頂工具，每套包含兩件工具，長度≥3.0 m，敲幫問頂工具距工作面距離≤20 m，放置在機組轉載架上，并安排專人進行維護。

4 掘進工藝流程

安全檢查→掘進機割煤、出煤→退機→截割頭落地→閉鎖開關→加護罩→敲幫問頂→臨時支護→鉆頂部錨桿孔→安裝樹脂藥卷、頂錨桿、緊固頂錨桿→鉆頂部錨索孔→安裝樹脂藥卷、錨索、漲拉錨索→聯接上半部幫網→鉆上半部錨桿孔→上鋼筋托梁→安裝樹脂藥卷、幫錨桿、緊固幫錨桿。掘進工作面布局如圖2 所示。

圖2 掘進工作面布局

4.1 安全檢查

首先由當班負責人對掘進工作面20 m 范圍支護質量、通風設施、監控設施進行檢查并確認探水鉆孔位置，發現隱患及時處理。

4.2 開機前準備

掘進機司機檢查供電、供水是否正常，檢查掘進機周圍有無人員及雜物，若發現異常情況，及時向當班負責人匯報，待隱患處理完并確認安全后方能開機。

4.3 截割方式

掘進機按操作規程操作，掘進機從巷道底部左側進刀進行水平截割，先掃底，然后緩慢的向頂部截割，割完頂部再刷幫成型。國內煤礦巷道掘進方式對比如表1 所示。

表1 煤礦巷道掘進方式對比

4.4 出煤、退機、停機

割煤完畢并將工作面浮煤清理干凈后退機，掘進機后退至掘進工作面迎頭5 m 外安全地點，將截割頭落于底板中部，閉鎖開關，加護罩。

4.5 敲幫問頂

班組長安排一名有經驗的工人，站在永久支護巷道兩側，對已掘空頂空幫巷道進行敲幫問頂，班組長在另一側觀察、監護，敲幫問頂人員確認退路暢通后，開始對已掘空幫空頂巷道進行敲幫問頂，找凈頂幫活煤活矸，經班組長確認頂板及兩幫穩定無隱患后進入下一循環。

5 掘進機操作安全措施

1）巷道掘進過程中發現有異常淋（出）水情況時，立即停止掘進，查明異常區的富水情況，排除隱患后方可繼續施工。

2）掘進作業時，司機需嚴格按照《掘進機司機操作規程》持證上崗，司機要具備使用、檢查、維護、保養及排查故障的能力，每臺掘進機作業時需配置正、副司機，配置輔助司機的目的是隨時查看巷道成形的狀況。

3）設備開機前，需檢查操作按鈕及手柄是否在“0”位，同時檢查設備周邊≤5 m 的范圍是否有人，在確認無誤后，發出開機警報，并有超過5 s 的延時后，確保截割部電機在空載下啟動。

4）針對掘進機的檢修，必須保證設備停留在永久支護下后拆卸切割頭，同時關閉開關并用護罩圍擋截割頭，方可檢修；檢修電控箱時，必須關閉上一級開關，方可檢修；檢修電機時，必須關閉掘進機總開關，方可檢修。

5）掘進時在遇到大煤塊卡溜時，需停止作業，并在輔助人員將其破碎后方可繼續作業，嚴禁強拉蠻干。

6）在正常班組作業時，當班司機不得擅自離開，離開時需閉鎖掘進機并及時告知工作面作業人員。

7）正、副司機在掘進機進退機時要密切配合，隨時關注兩幫及頂板已施工的永久支護，嚴防掘進機掛壞，對遇到掛壞的支護要當班處理。

8）鉆機操作人員，應相互協調好，確認所有鉆機已完成錨固作業并放置妥當，向掘進機主司機匯報已完成錨桿、錨索打設工作。

9）針對易損部件要做到定期進行維護檢修，及時檢查機組油位并進行潤滑，油量不足時要及時加油。

10）掘進施工過程中，必須安排職工在機尾監護橋式轉載機皮帶和膠帶輸送機尾的運轉情況，并看護隨機水管及電纜，防止水管及電纜被擠壓。

11）掘進機割煤作業時要開啟噴霧裝置并確保噴霧效果，做到為割煤降塵。

12）掘進機開啟過程中司機要嚴密關注設備運轉，發現異常立即停機檢查，嚴禁機組帶病運轉，做好日常檢修和維護工作。

6 掘進機行走安全技術措施

1）加強現場管理，班組長在現場統一指揮。掘進機前進后退時，撤出工作區域內人員，掘進機前方及兩側不得有人逗留，掘進機司機聽清號令，做到操作無誤。

2）走、拐掘進機前，應先檢查清理好行走路線，以免出現其他問題。

3）掘進機正、副司機相互配合，發現異常情況，副司機及時提醒，以免擠傷幫壁電纜、管線或傷及人員。走、拐機時，要有兩人前后相距5 m 以外照應，其他人員不得在此范圍內停留或作業。機組行進過程中，必須安排專人向前或向后傳電纜，并做好電纜防護工作，防止擠破或扯斷電纜。

7 結語

礦井掘進環境惡劣，對掘進機的檢修與保養包機到人，實行計劃檢修與強制檢修相結合的辦法。每天對掘進機的要害部位指定專人檢查，易松動部位要及時檢查緊固。掘進機開機前，認真檢查各部位完好情況，發現問題立即處理。按照潤滑注油六定（定人、定機、定時、定量、定質、定位）進行處理。