矿井高效掘进技术应用中瓦斯治理及解决策略

摘 要：本文首先阐述了矿井在高效掘进过程中相关技术的使用现状，就高效掘进过程中，预防瓦斯突出所采取的相应措施，并分析了矿井高效掘进技术的发展趋势，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：矿井;高效掘进;瓦斯治理;发展趋势

随着我国经济发展水平的提高，对矿产的需求量不断增加，自然资源毕竟是有限的，这也使得采矿环境越来越复杂。未来要更好地开展采矿工作，提高生产效率，就需要对掘进技术进行升级，充分引进现代化技术，提升采矿掘进的工作效率，不断实现自动化生产，并且在新技术升级阶段，更加注重瓦斯隐患的排除，促进采矿行业的进一步发展，为我国国民经济发展作出更大的贡献。

1 高效掘进技术的应用

1.1 截侧技术

在使用掘进设备过程中，掘进截割头质量和水平是设备性能的直接影响因素，所以，截割头的设计非常重要，切割头的设计是掘进能否顺利实现的关键环节。为了提高矿山生产质量水平，必须采取科学措施，提高生产的安全性和稳定性，进一步提升生产效率。采矿环境条件也会在采矿过程中影响到生产技术的使用效果，为此，技术员一定要结合生产实际情况进行操作，以满足生产需求执行整个过程的控制，不断提高和完善设计方法，以确保在生产过程中掘进工作正常和高效的操作运行设备，使生产环节保持完整性。目前，对于刀头的制造工艺和设计理念，相关专业人士也在积极研究，引进先进的科学技术，提高刀头的耐用性和生产效率。然而，根据我国矿山生产的实际情况，在切割头的设计上仍有一些使采矿生产效率难以提高的问题存在，也造成了巨大的成本浪费。因此，有必要采用滚岩施工方法有效的完善和改进切割头，来提高切割头的生产能力，延长设备使用寿命，提高采矿生产效率。

1.2 负载反馈调速技术

采矿掘进机的工况参数比较多，切削牵引速度是其中最重要的参数，合理的切削牵引速度会直接影响到掘进机的参数，并且对于切削厚度、钻深等也存在一定影响问题。负荷反馈调速技术主要采用两种方式来调节切割牵引速度，一是泵负荷反馈无级调速，二是比例多通路换向阀。使用这种技术可以减少浪费，还可以有效防止液压系统产生过热现象，具有延长液压元件的使用寿命的效果，确保采矿掘进机更加高效的生产。目前，EBZl60TY型掘进机得到了广泛的应用，该掘进机采用比例多通道换向阀、恒功率变量泵等液压元件，牵引达到无级调速目的，进而提高了整个机械设备的性能。

2 高效掘进过程中存在的问题

2.1 瓦斯治理问题

在矿井高效快速掘进过程中，巷道延伸长度大，易出现回风流瓦斯超限事故，造成瓦斯超限断电问题，不仅使采矿工作人员安全受到威胁，同时也影响生产任务，为解决这一难题，高效掘进过程中应配合矿井通风、通风区域、技术上积极探讨方案、制定措施，从割煤工艺、打探防孔、风速测量、巷道距离、等多因素多方面进行细致分析和实施规划。

2.2 一些支护配套设备相对落后

现在仍有部分矿山企业支护设备总体上比较落后，支护设备质量不能完全满足矿山支护要求，严重影响到矿山开挖以后的支护效果。随着支护设备长时间连续使用，设备会出现磨损问题，使其刚度和强度随着频繁使用而降低，对当前实际工作要求难以满足，并且对支护的效果造成严重影响。

2.3 一些矿山企业的矿井巷道断面过小

在巷道施工过程中经常将巷道断面设计成拱形断面，这类断面一般会影响支护工作的顺利进展。主要由于拱段相对较小，导致一些支护工作难以顺利开展，在一定程度上影响了采矿工人的实际工作效率。为此，对巷道的断面形状进行改变，改善小断面情况具有十分重要的意义。

2.4 一些掘进机机械化程度较低

尽管在掘进过程中会经常使用悬臂式掘进机等机械化设备，可是在锚固环节，还是需要很多的工具由相关人员携带到采场。这些工具大多体积偏大，重量很沉重，会影响到工作人员的工作效率，严重威脅到人员的生命安全。因此，积极提高矿山掘进机的机械化水平就显得尤为重要。

2.5 巷道的适应性有待提高

巷道在实际施工过程中，相关建设人员没有采取合理的方法，以从浅到深的方法进行建设，导致巷道在建设完成以后，发现并不能满足井下开采实际使用要求，无法起到巷道的真正作用。于是，在这样的情况下建成的巷道，极大降低开采的效率，甚至于在工作中会出现一些错误和危险的操作手段，对相关工作造成危害，对人员生命安全造成威胁，既严重影响实际工作效率，同时阻碍企业安全稳定的发展。

3 高效掘进技术的发展趋势

未来采矿高效掘进技术的发展趋势将主要体现在掘进与锚固一体化。目前，美国和澳大利亚等国家开始在挖掘锚固作业中使用挖掘锚固机进行并联作业。与锚杆钻机与掘进机交叉换位施工相比，掘进锚杆技术应用范围更广，支护效果也相对较高，引起业界内的广泛关注。此外，掘进锚固一体化技术也可用于双巷或单巷顶板条件较差的开挖，且掘进速度较快。周期时间严格控制在半小时以内，每日进尺可达40-50m。顶板暴露后及时安装顶板可大大提高支护质量，保证巷道形成，很大程度改善支护作业环境。为了提高采掘效率，综合采掘锚杆技术将是未来的主要发展方向。它不仅提高了掘进效率，而且提高了掘进技术水平，在我国具有良好的发展前景。根据我国目前的地质条件和技术条件，对掘锚一体化技术进行深入研究，可以为该技术的应用和推广提供条件。

4 高效掘进中重视瓦斯治理

采矿掘进的效率、速度和质量，会受到掘进技术和工艺的双方面因素影响，同时也受到管理体系的影响。采矿企业安全高效的管理体系，能够为安全高效的掘进技术提供坚实的基础，以此推动掘进技术向更安全高效的方向发展。并且，掘进施工完善的系统化管理，能够为安全高效的采矿掘进提供制度保障，使得掘进施工各项工作及时适应创新的管理体系。在掘进过程中，应进一步加强对掘进机械设备的管理工作，确保机械设备的安全使用，同时提高机械化程度，有效保证相关机械设备的科学应用。

针对高效掘进过程中瓦斯治理问题，应做到以下几点：①改变采矿掘进机进刀方式，掘进机割煤时从煤层上部进刀，防止煤层突然垮塌，造成瓦斯大量涌出;②增加掘进机喷雾，采矿掘进机两侧多安装一组喷雾，割煤时喷雾全部打开，降低割煤时产生的煤尘，从而遏制瓦斯涌出;③对专用回风巷进行清理，回风巷内不得堆放任何物品，从而增加回风量，降低瓦斯浓度;④各井下作业班组在掘进前对迎头打设足够多的瓦斯释放孔，同时对释放孔进行注水，提前释放和稀释矿层瓦斯含量，降低割煤时瓦斯涌出量;⑤对专用回风巷进行清理，回风巷内不得堆放任何物品，从而增加回风量，降低瓦斯浓度。以上施工办法通过实际试行，有效抑制瓦斯超限情况的发生，在安全生产上扎实基础，并且提升了高效进尺的速度。

5 结束语

近几年，我国经济发展水平正在逐步提高，人们对生活质量的要求逐渐提高，因此对自然资源的需求量也越来越高。对于采矿行业来说，传统的开采和生产技术已经不能满足当前生产需求，只有在重视安全生产前提下，不断进行技术升级，才能提升生产效率，更好地适应市场化需求。当前，在采矿领域，高效采矿技术由先进的科技力量所构成，越来越发挥出关键作用，具备广阔的市场发展前景。

参考文献：

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[2]张修成，焦清志.煤矿高效掘进技术现状与发展趋势分析[J].工程技术研究，2019（17）.

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作者简介：

姚坤（1989- ），男，2013年毕业于太原理工大学，矿建助理工程师，主要从事煤矿安全生产管理工作。