探讨煤矿掘进技术及安全管理

李信义

(山西宏厦第一建设有限责任公司，山西 阳泉 045008)

引言

煤矿大多分布在地下岩层或山体当中，根据其分布位置，使用的掘进设备也有所不同。近年来煤矿企业为提升煤矿产量，不断对现有开采技术进行更新并引进新型技术，在提升产量的同时有效减少成本支出，经济效益明显提升。作为不可再生能源，我国非常重视煤矿开采作业，目前更先进的掘进技术还在研究之中。

一、煤矿掘进施工技术

1.钻爆技术

在较坚硬的岩石层中，需要用到钻爆法开采煤矿，该项技术使用过程中需要注意的问题是：1.在爆破前，需要勘测周围岩层情况，并结合掘进巷道环境，计算炮眼位置参数，这样才能取得较好的爆破效果。2.计算结果不能直接作为爆破参数，还需要将其与相关标准进行对比，选择标准参数用于爆破作业。3.对周边岩石的坚固系数进行计算，并测量地下水位，进而完成炸药量的计算。若炮眼位置周围存在较多水分，需要对炸药进行防水处理。4.选择合适的装药方式，正装和反装是现阶段煤矿掘进中常用的装药方式，方式选择需要视现场情况而定。此外，还要注意引线连线方式的确定，爆破人员需结合现场情况，选择最合适的连线方式。

2.深孔爆破技术

采用该项技术成型的炮孔，其直径最小为75mm，借助深孔钻机钻出深度最少为5米的孔洞。实际钻孔时要根据事先修好的梯段的倾斜程度，判断是垂直钻孔还是倾斜钻孔。钻孔前，检查钻孔工具是否齐全，并将工具表面清理干净。钻孔作业必须由两名工作人员配合完成，以打孔位置为圆心，50范围内不能出现带电作业。机体、钻杆及炮眼必须保持在同一直线上，每钻一个孔都要编号，方便后期布置引线。钻孔完毕后勘察周围岩层，精确计算炸药量。放炮作业完成后，相关人员至少间隔15分钟，才能进入爆破区查看有无哑炮。处理哑炮时注意做好自身的防护措施，严格按照技术要求拆除哑炮。

图 深孔爆破技术施工原理

3.光面爆破技术

该项技术是目前最先进的爆破技术，其爆破过程如下：利用常规爆破方式，在巷道内部形成新型粗断面。从粗断面中选择厚度均匀，周围岩层稳定性较高的光面层，在光面层上完成炮眼布置作业，进而完成爆破。利用该项技术完成的爆破，对周围岩层影响较小，且爆破断面整齐方面后续施工。在地下水较为丰富的水工隧道内，此爆破技术同样适用。

二、我国煤矿掘进技术的现状

1.综合掘进机机械掘进技术现状

该技术主要由悬臂掘进机、单螺杆钻机、供电系统、输送机、刮板输送机、通风除尘设备等组成，在我国重点煤矿得到了广泛的应用。综合机械化掘进的主要设备综掘机自移式电缆托架装置，主要由三个托架，滑轮和钢丝绳组成。新型的综掘机自移式电缆托架装置首先是在皮带机机尾上安上大架子，将所有电缆与开关设备放在架子上，在拉移机尾时这些设备都可以跟着前进；然后在综掘机二运机尾、皮带机缓冲架机尾与堆放电缆的大架子末端分别安设所设计出的三个架子，在架子上固定滑轮，穿上钢丝绳，在钢丝绳上挂上小滑轮，然后把需要预留的电缆固定在滑轮上，形成了一个回路，保证电缆可以随着综掘机的前后移动而自动的相应移动。使用综掘机自移式电缆托架装置解决了人力、体力、巷道治疗标准化以及安全隐患方面的问题，大大提高了职工劳工效率，实现了机械自动化，提高了巷道的质量标准化。

2.连续采矿机掘进技术现状

我国连续采煤机技术的研究和应用起步较晚。20世纪90年代之际，我国一些先进的煤矿企业从国外引进掘进机械，此后，经过科研人员的研发，我国才将此技术加以应用。该技术不仅可以作为单台采煤机在作业中使用，还可以用于基岩开采工作，主要用于断面断臂、双巷、多巷开采，特别是在煤矿景观场、巷道开采环境较好的情况下。现阶段使用的主要型号包括15DDVCABM20的12cm。然而，由于中国工业起步较晚，生产此类设备的企业仍然不足。此外，掘进机生产基础相对薄弱，低产量、兼容性和可靠性不足等仍是当前所亟待解决的首要问题。

3.挖掘锚机一体化掘进技术现状

我国的煤层储存条件比较复杂，要想高效的将煤矿资源很好的开采，就必须不断的对实用、高可靠性的掘进设备进行研究与开发，综合而言，我国实现高效掘进技术的主要途径是挖掘锚机一体化，相对于开采工作，挖掘锚机一体化效率高、效率高、可靠性强、机械化程度高的特点，大大的提高了采矿效率，并在一定程度上将采矿工艺进行了优化；但目前我国煤炭开采行业仍处于探索阶段，系统的掘进管理与现场监管仍存在一定差距。

三、不同掘进阶段的安全注意事项

1.岩石平巷掘进注意事项

该阶段掘进施工过程中，需要注意的地方包括：1.检查掘进设备是否齐全，边掘进边注意巷道变化情况。2.每掘进一段距离就要对巷道进行临时支护作业，并随时检查支护结构的稳定性。3.放炮作业风险系数较大，相关人员要注意自我保护。4.工作面搭建完成后，要对其稳程度进行检测，并在醒目位置张贴警示语。

2.水平煤巷掘进注意事项

此掘进阶段需要着重考虑的是顶板，首先需要对顶板煤层的坚固程度进行检测，若顶板强度不达标、或者顶板出现碎裂现象，该种情况下的顶板不能进行爆破处理。为保证掘进的顺利进行，需要利用风镐手动挖掘岩层，挖掘时要避免漏顶。瓦斯煤层是爆破断面中的一种，由于不能进行补充爆破作业，遇到此种煤层时要认真分析周围岩层构造，确保能够一次爆破成功，且不会出现瓦斯泄漏现象。

3.上下山掘进注意事项

上山掘进过程中，需要保持巷道内部的良好通风，若掘进时遇到瓦斯煤层，基于瓦斯较轻的特性，必须对整段巷道进行完全通风，才能将安全事故发生的几率降到最低。通风设备要指派专人管理，减少设备故障次数，保证风机正常工作。下山掘进时最容易出现的事故是跑车，为避免跑车事故，需要严格检查滑轮、绞车的稳固程度。在事故发生时，可使用阻車器使掘进机构停车。

四、提升煤矿掘进质量的安全管理措施

1.加强岗位培训

首先对即将上岗人员进行培训，针对岗位特点向员工详细讲解操作流程，并要求员工完全掌握操作规范。同时做好对员工的安全培训，让员工有巷道工作准备，在遇到危险时能快速进行自救。其次是上岗期间，可选择经验丰富员工帮助新员工，及时指正新员工操作上的错误，在不断实践过程中快速提升员工的操作技能。最后根据掘进现场情况，制定切实可行的奖惩机制，确保每位员工都能严格遵守规范完成相关作业。

2.加快设备、理念的更新进度

开采、运输等设备质量决定采矿效率，在科学技术更新换代较快的现代社会，企业设备的更新速度也应该跟上技术变化速度。在先进设备的支撑下，企业生产理念才能在最大程度上得到落实。生产理念并不是一成不变的，理念也要与时俱进，制定与企业发展相适应的生产理念。设备和理念相互配合，两者相辅相成，企业的煤矿产量才能快速提升。

3.安全管理流程化

从发现问题开始，直到将隐患完全消除，整个过程要向流水线化的方向靠近。管理人员需要认真对待每个环节的处理工作，确保将隐患消除工作一步落实到位，避免新旧问题交叉，进而保证掘进施工正常进行。

4.保证技术实施安全

目前煤矿掘进过程使用的技术较多，确保技术实施过程安全可靠是现阶段煤矿其的主要任务。有的技术是单独使用的，有的施工技术配合使用，若实施过程出现问题，产生的影响无疑是巨大的。在设备掘进过程中，要注意周围断面地质，同时做好巷道支护。并定期对设备进行维护，避免其出现故障延误施工进度。对于爆破施工来说，既要考虑充分做好准备工作，还要估算爆炸冲击波对周围岩层的影响情况。

五、我国高效掘进技术的发展趋势

1.综合掘进机机械掘进技术发展趋势。使用综掘机自移式电缆托架装置解决了人力、物力、巷道治疗标准化以及安全隐患方面的问题，大大提高了职工劳工效率，实现了机械自动化，该设施结构简单、安设方便、成本少、优良效果显著，具有广泛的推广前景。

2.连续采矿机掘进技术发展趋势。连续采煤机掘进技术掘进速度快、采掘一体化效果好，是目前巷道掘进的关键技术，在煤矿开采中具有很高的应用价值。随着科学技术的不断进步与掘进技术水平的提高，连续采矿机掘进技术的水平与垂直切割功率分别达到了350kW和250kW，自动化程度逐步提高。此外，连续采煤机连续工作的特点，进一步提高开采效率，在地质条件较为复杂的的环境中，也仍能很好的应用，有效的提高了煤矿开采的效率，保障了工人的人身安全，具备较好的推广价值。

3.挖掘锚机一体化掘进技术发展趋势。挖掘锚机一体化技术主要应用于单、双巷道掘进，能有效提高支护质量，加快掘进速度。在煤矿掘进工作中，挖掘锚能更好的提高机械应用效率，维护环境稳定性(具体参数见表1)。掘锚一体化可以实现高产高效的煤巷道掘进，其技术优势明显，在我国也有广阔的发展前景。因此，为充分带动煤矿行业的发展，此技术应会得到大力的开发和应用。

六、结束语

新世紀的中国能源结构仍然是以煤为主，煤矿开采技术的不断发展使得煤广泛应用于各行各业。随着煤矿需求的不断上升，煤矿开采的环境及条件变得越来越复杂，如何提高煤矿的开采效率，就成为了我国煤矿业生存和发展的最为迫切和关键的问题，为了能更安全、可靠、高效对煤矿资源进行开发，我们不得不加强掘进技术的改进与研究，不断的推陈出新，本文通过对我国高效掘进技术的现状分析，发现了我国掘进技术仍有诸多的不足之处，并探讨了我国高效掘进技术的未来的发展趋势，希望为后续的煤矿开采工作提供些参考。