煤矿掘进技术及安全管理

张伟峰

太原煤气化集团有限责任公司东河煤矿

煤矿掘进技术及安全管理

张伟峰

太原煤气化集团有限责任公司东河煤矿

新时期下，人们对煤矿掘进技术提出了更高的要求，不仅关注其煤炭开采质量和效率，更关注其安全管理方面工作。因此，加强对煤炭掘进技术及其安全管理的研究具有现实意义。运用现代化机械掘进工艺，是完成煤巷快速施工的必要手段。故欲满足煤巷施工作业面快速拓展的需求，就必然离不开现代化综掘工艺的实施，在具备一定规模和实力的矿井进行掘锚联合作业，并且恰当利用连续式采煤设备，达到煤巷施工的快速掘进过程。在掘进过程中，要采用全段光爆技术和深空爆破技术，逐渐缩短打眼爆破时间，实现施工快速循环，从而提高掘进速度。在煤矿掘进过程中，要采用现代化掘进机械，利用高技术含量的施工设备，以此提升掘进效率，希望通过本文的描述，能为以后的具体工作起到实际的参考作用。

煤矿；掘进技术；安全管理

1 煤矿掘进技术介绍

目前，我国煤矿开采过程中涉及的施工技术主要包括以下几种:钻爆法、光面爆破掘进技术、全断光爆和深孔爆破技术。第一种技术应用于巷道施工中，主要为了破碎岩石，在具体施工中，结合岩石实际情况，通过正向和反向装药两种方式，将药包依次装入其中，开展爆破作业；第二种技术是建立在破岩基础之上的掘进技术，广泛应用于各种类型的煤矿巷道施工中，具有效率高、成本低等优势；第三种技术是一种新型技术，能够在有效减少施工时间的同时，兼顾施工循环，缩短开采时间，提高掘进质量和效率，对未来煤矿掘进工作发展产生积极的促进作用。

2 煤矿高效掘进技术在我国的发展

2.1 煤巷综合机械化掘进方式

这种掘进工艺的特点是在我国各类煤矿掘进技术中应用相对广泛，我国自1979年以来，第一个从国外引进的核心技术是悬臂式掘进机，该掘进技术具有的优势是生产稳定性强，对生产环境的适应能力强。由于掘进机技术的研究在中国起步晚，因此起初只能从国外引进，由于国内大量的开采需要，所以一定程度上加大了科技研究投资。尽管如此，在与国外掘进机技术相比之下仍有一些差距。

2.2 连续采煤机与锚杆钻车配套作业线方式

这种掘进方式关键之处在于连续采煤机，在多巷道掘进环境下，此种方式的优点是效率比较高，缺点是大部分的设备都是由外商掌控，在自动化的操作指标上，可操作性不是很强，经常会发生问题。

2.3 掘锚机组一体化掘进方式

此方式适用于一些特殊煤矿掘进开采，仍处在实验阶段，技术尚不稳定，四臂锚杆钻机是设备的核心工具，也是未来技术攻关的主要趋势，实施臂式锚杆支护技术，可以使掘进技术的智能化、自动化程度提高，对功能的完善有着很大的作用，是未来煤矿安全生产的主导技术。和其他仪器一样，核心技术由国外设备制造商掌控，技术还不够不稳定，设计和制造的工艺也不是很成熟，所以一直都没有得到推广。

3 煤矿掘进技术的安全性

煤矿掘进技术，其包括的范围比较广泛，涉及到的细节部分比较繁琐下面将着重介绍几种基本的煤矿掘进技术:巷道掘进施工技术在巷道掘进施工技术中，主要涉及到两种类型，其一，爆破掘进；其二，掘进机掘进从矿工安全的角度去思考，主要需要注意以下几点：

3.1 岩石平巷施工安全问题

首先，实事求是，依据自身的断面大小，支护类型，地质情况，工人素质，施工设备，来确定最合适的作业方式，在此基础上切实编写相关的作业流程；其次，严格按照相关的路程开展施工；其三，强化顶板管理和控制，对于临时支护进行有效的检查，尽量避免冒顶事故和顶板事故的出现；其四，在平行作业的时候，要保证支护工作面与掘进支护面的距离；其五，在平行作业开展的过程中，保证永久支护的稳定性，确保不会对于行人产生影响。

3.2 水平煤巷施工安全问题

首先，根据不同的破岩方式去做好相应的顶板管理工作；其次，保证在瓦斯煤层掘进时，使用毫秒延期电雷管，实现全面的爆破；其三，在特殊土质区域，要避免使用爆破方式进行掘进，应该以人工的方式进行操作；其四，掘进机械在施工的过程中，把握空间距离，避免出现空顶作业的情况。

4 煤矿掘进安全管理有效措施

4.1 坚持相应原则，加强掘进管理

首先，岩石平巷方面。煤矿开采工作中，要严格遵守相关制度规定，结合实际情况，考虑设备、人员等各个要素，进行权重分析，制定合理的施工方案，为具体施工提供指导。岩石平巷安全管理工作中，要明确顶板的重要性及可能存在的危险，及时检查临时支护巷道，调整和改善危险点，避免冒顶等安全事故的发生，在作业时，施工人员要与支护工作面之间保持距离，放炮之前要全面清理人员，在确保安全情况下开展作业，并在搭设永久支护周边设置警示标语，提醒过往人员。其次，水平煤巷方面。顶板始终是煤矿掘进安全管理的薄弱环节，具体工作中，要坚持具体问题具体分析原则，针对实际情况，采取针对性方法。例如:针对顶板破碎及煤质松软等情况，要利用手镐或者风镐方式进行破碎，与此同时，不能进行爆破作业。通过这种方式，不仅能够保障人员安全，还能够提高作业效率。最后，上、下山施工方面。针对上山工作，受到瓦斯自身特点的影响，易出现上浮现象，由此，要加强通风，最大限度减少瓦斯聚集现象的发生，另外，还要注意对运输机固定绞车和滑轮的管理，以此来规避跑车事故，提高安全系数。在进行下山工作过程中，与上山一样，要在坡顶处设置阻车装置，确保车与人分离行驶。

4.2 岩石平巷施工安全注意事项

要按照地质情况、支护形式和断面大小，综合考虑施工设备、作业人员技术素质等因素来选择合理的作业方式，同时编写与实际相符合的作业规程。在掘进作业中，要严格依照作业规程来实施作业。要做好顶板管理工作，避免发生冒顶事故。对于进行临时支护的巷道，要及时进行检查，预防顶板事故的发生。进行平行作业时，掘进工作面和永久支护工作面之间要保持合适的距离，在工作面进行放炮作业时，必须要求所有作业人员撤离到安全地点。对于搭设的用于平行作业时进行永久支护的工作面工作台，必须要确保搭设牢固，设置专门警示信号，避免对过往的行人和车辆造成影响。

4.3 水平煤巷施工作业的安全注意事项

在施工作业过程中要按照不同的破岩方法来做好顶板管理工作。对于顶板破碎，煤质较为松软，二节理发育及层理和瓦斯都无法降至允许爆破时，要采用手皋或风镐进行破碎，同时要禁止进行爆破作业。在瓦斯煤层中进行掘进时，必须要使用毫秒延期电雷管，实施一次全断面爆破，将总延期时间控制在130ms以内。采用掘进机施工作业时，要严格控制空顶距，禁止空顶作业。

4.4 爆破施工管理

煤炭井巷掘进爆破可以采用施工巷道一次成巷，掘进和支护一起施工，施工流程也很简洁，但在节理较发育、围岩裂隙较大的软岩段的施工效果不如之前的好。所以，这种爆破技术比较适合在围岩硬度中等以上的区域，岩石稳定性只要满足标准，爆破效果相对来说也会很好的。为了取得较好的光面爆破效果，可采取以下措施:炸药对巷道断面的形成有不可忽视的作用，炸药要选那些低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的炸药。根据光面爆破作用原理，炸药在炮眼中爆炸，是由爆炸冲击波和爆炸气体结合后才发挥作用，岩石就受到了破坏。周边眼起爆时，爆炸冲击波对巷道内侧的岩石和巷道外侧的岩壁同时起了比较强烈的破坏作用，所以只有消除了周边眼爆破对巷道周边岩壁的破坏作用，才能达到光面爆破的成效。光面爆破的不偶合系数最大不要＞2，并且该炸药的临界直径要高于药卷直径，使传爆的稳定性增加。

4.5 加强锚杆支护过程，创新运输模式

增强设备整体配套水平井下巷道掘进作业工效低、机械功能没有得到完整发挥，其在实际情况下与设备配套效果差、配套不平衡有很大关系。巷道开凿装置中的相关配套方式繁杂，其中有围岩支护、煤炭转载、输送、送电、通水、布风、洗尘等工序，欲增强煤巷开凿效率、完整展示机械化功能，一定要增强设备整体配套效果，促使其更加完善。尤其是围岩支护及转运负荷重，消耗时间长，务必处理好此两个主要工序，方可实现掘进机械的作用。

5 结语

总而言之，我国煤炭产业不断发展，不仅仅体现在掘进技术上，还表现在对于施工安全的控制和管理上。在这方面，文章虽然涉及到一些方面的建议和意见，但是需要知道的是目前我国的煤矿掘进技术还存在很多的问题，尤其是安全问题上展现出了很多的缺点，这就需要我们不断的探索和总结，争取做到掘进技术与安全管理的齐头并进，实现煤炭技术的全面改革。

[1]赵玉来.煤矿井下机电安全技术管理措施研究[J].科技风，2017，01:192.

[2]杨加兴.煤矿安全生产管理中工程技术人员的作用分析[J].能源与节能，2017，01:22-23.

[3]胡文信.煤矿安全生产技术服务机构风险管理初探[J].山东煤炭科技，2016，11:183-185.

[4]袁红平.掘进工作面过老巷安全管理探讨[J].煤炭科技，2016，04:131-133.