煤矿掘进技术及安全管理研究.pdf

2023 年 8 月2023 年第 8 期煤炭资源在中国能源结构中占有主导地位，极大程度地推动着中国经济的发展，满足各行业的煤炭资源需求，使人民的生活质量日益提升，为国家建设社会主义现代化强国提供有力支撑。随着开采深度和难度不断增大，煤炭开采所处的地质环境越来越复杂，这就要求煤矿企业不断强化掘进过程中的相关技术及安全管理，从而有效降低安全事故的发生率。应采用先进的煤矿掘进技术保障煤炭开采过程中的安全性，并采取安全管理措施。本文将探讨煤矿掘进过程中的相关技术及各种安全管理事项，从而采取相应的措施提高煤矿生产的安全性、可靠性及稳定性。1煤矿掘进技术的重要性煤炭开采过程中，掘进技术的合理应用极其重要，不仅可以有效提高煤矿生产效率，还可以确保企业具有良好的经济效益。掘进技术主要是将开采煤炭资源的巷道掘出。采掘巷道在采掘过程中需要反复使用，因此其稳定性十分重要，是煤矿安全生产的基础保障。随着科技的迅速发展，煤矿企业需要不断提高和完善掘进技术，并做好煤矿掘进支护，使矿井巷道得到有力支撑。此外，还需要注重煤矿巷道的排水能力、通风能力及岩石的稳定性等1，进一步确保煤矿生产的安全性，有效降低煤矿生产的风险系数。2煤矿掘进技术类型2.1煤矿巷道掘进技术煤矿巷道掘进过程中会用到很多机械设备，例如悬臂式掘进机、单体锚杆机、转载机及刮板输送机等。悬臂式掘进机可以完成煤层的切割，通过自身的转运机构将切割下的煤炭运输到指定位置，是整个技术的中心装置，主要包括切割臂、输送机、履带、回转台等。悬臂式掘进机切割煤层的方式有两种，分别是横轴切割和纵轴切割。根据质量，悬臂式掘进机可分为轻型和重型。同时，悬臂式掘进机也拥有多种不同功能的机型，煤矿企业可结合具体情况选择不同类型的悬臂式掘进机2。该机械设备具有很多优势，例如灵活性较好、支护结构稳定、可以减少超挖等，在实际使用过程中通过简单的操作便可开展掘进工作，自身具备的支护结构可以很大程度地减少工作中机械设备的振动问题。因此，该技术适用于任意断面的巷道，并且投资成本较低、准备时间短，为煤矿企业带来更大的经济效益。但是悬臂式掘进机仍存在一些不足之处，在掘进过程中容易受周围环境的影响，使掘进速度不稳定，因此随着科技水平的不断提高，掘进机生产单位应研发出稳定性更高，不易受外部环境干扰，并能在不同煤矿环境中使用的新型掘进机，有效提高煤炭的生产质量和效率。收稿日期：2022-11-20作者简介：郭敏袁 1990 年生袁 男袁 山西长治人袁 工程师袁 主要从事掘进技术方面的工作遥煤矿掘进技术及安全管理研究郭敏（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046600）摘要：煤矿掘进技术在煤矿开采中占有重要地位袁 该技术不仅决定着煤矿的生产效率袁 还影响着煤矿开采的安全性尧可靠性遥 因此煤矿企业需要结合具体情况选择合适的掘进技术袁 并做好掘进安全管理工作遥 主要介绍了煤矿掘进技术的类型袁 深入探究了煤矿掘进工作中的安全管理策略遥关键词：煤矿曰 掘进技术曰 安全管理中图分类号：TD823；TD79文献标志码：A文章编号：2095-0802-(2023)08-0195-03Coal Mine Excavation Technology and Safety ManagementGUO Min(Shanxi Huoerxinhe Coal Industry Co.,Ltd.,Changzhi 046600,Shanxi,China)Abstract:Coal mine excavation technology plays an important role in coal mining,which not only determines the productionefficiency of coal mines,but also affects the safety and reliability of coal mining.Therefore,coal mining enterprises need to chooseappropriate excavation technology based on specific circumstances and do a good job in safety management of the excavationprocess.The types of coal mine excavation technology were mainly introduced,and the safety management strategies in coal mineexcavation were discussed.Key words:coal mine;excavation technology;safety management（总第 215 期）实践运用1952023 年第 8 期2023 年 8 月图 1 为煤矿巷道掘进机结构示意图。1截割部；2铲板部；3第一运输机；4本体部；5行走部；6后支撑部；7液压系统；8水系统；9电气系统。图 1煤矿巷道掘进机结构示意图2.2掘锚机组掘锚一体化掘进技术随着开采深度和难度的不断增加，开采环境越来越复杂，相关人员需要不断创新和研发出可靠性强、实用且有安全保障的掘进机。现阶段，实用性和高效性较强的掘进机就是掘护锚一体机（见图 2）。掘锚机组掘锚一体化掘进技术虽然被应用的时间不是很长，但是在实际应用过程中存在很多优势，是在传统掘进技术的基础上进行改善和优化而成的，将支护技术和掘进技术有效结合，广泛应用在煤矿开采中，具有速度快、效率高、稳定性强且人工劳动力少等特点2-3，支护和掘进的时间被有效缩短。四臂锚杆钻机是掘锚机组掘锚一体化掘进技术的核心设备，臂式锚杆支护技术很大程度地提高了掘进工作的效率，使掘进更加自动化、智能化。掘锚机组掘锚一体化掘进技术还存在很多缺点，需要相关人员不断地优化和改善。图 2掘护锚一体机示意图2.3连续采煤机高效掘进技术连续采煤机是煤矿开采中连续开采和掘进的主要设备，可以最大限度地提升煤矿生产质量和效率。连续采煤机高效掘进技术被广泛应用在大型煤矿中。连续采煤机不仅可以充当独立的采煤机，还可以进行大断面落煤和运输工作，能够对浅埋深薄基岩煤层进行开采3。连续采煤机具有很好的应用价值，主要适用于矩形断面的短壁开采、双巷及多巷开采中，对矿井边角煤进行开采时具有很好的效果。但是，该设备仍存在一些不足之处，需要研究者不断提升其兼容性、可靠性等。连续采煤机巷道掘进系统主要设备的布置如图 3所示。1掘进巷道；2给料破碎机+带式输送机；3两臂锚杆钻车；4梭车；5连续采煤机。图 3连续采煤机巷道掘进系统主要设备布置示意图2.4岩石巷道掘进技术煤矿开采中岩石巷道掘进技术使用最多的是全液压技术。该技术分为三大工序，分别是破岩、装运和支护，其操作流程较为简单。经过多年的研究、改进和创新，该技术已经相对成熟，其工程量在煤矿采掘中通常会占到整个工程量的 45%4。在实际掘进过程中，该技术可以有效地结合支护和打孔爆破工作，从而提高煤矿开采效率，得到煤矿企业的认可和青睐。但是该技术的作业程序较为复杂，需要确保工序间的协调性。3煤矿掘进工作中的安全管理策略3.1做好地质勘探工作决定煤矿掘进效率的影响因素之一就是煤矿的地质条件，因此相关人员做好地质勘探工作极其重要。煤矿开采过程会影响地层的平衡结构，严重时可能会诱发地质灾害。例如，煤矿掘进时，煤层的完整性、平稳性遭到破坏，很容易诱发瓦斯气体的泄漏，甚至发生瓦斯气体爆炸5。同时，岩层中可能含有大量的水，在实际掘进过程中，隔水层被破坏，从而诱发透水事故。此外，采掘过程中也容易遇到陷落柱，如果陷落柱没有得到及时有效的处理，煤矿掘进工作面会发生坍塌，严重影响掘进的质量和速度。煤矿地质勘探工作辅助人们更加了解地质构造及分布情况，使工作人员能及时采取措施避免瓦斯爆炸或透水等事故的发生。应引入先进的物探技术进行深入勘探，从而获得更为详细的地质条件信息，为后续工作提供基础保障。3.2做好工作面顶板管理工作煤矿掘进过程中存在很多不确定性，必须做好顶板管理工作，为煤矿顺利开采提供有力保障。顶板管理的目的是使煤矿巷道顶板的围岩保持一定的稳定性，避免在煤炭开采过程中发生冒顶事故，具体做法如下。3.2.1严格把控空顶距实际生产中，支护工作和巷道掘进工作之间需要保持一定的距离，这使得掘进前方有一段区域未进行支护。需要严格控制这段距离，避免因支护不到位发生冒顶事故。124567389124531962023 年 8 月2023 年第 8 期3.2.2加强支护工作掘进过程会受到很多因素的影响，导致顶板发生变化。对于顶板状况较差的区域，应根据实际情况采取相应的加强支护措施。3.2.3控制掘进速度对于一些地质构造较为复杂的区域，应降低掘进速度5。地质构造复杂说明该区域应力也较为复杂，如果掘进速度较快，容易造成地质结构不稳，引发安全事故。3.3做好煤矿掘进机安全管理掘进机质量直接影响煤矿生产的质量和效率，高品质掘进机的应用可以很大程度地提升煤炭开采效率，有效保障掘进工作的顺利开展。煤矿掘进过程中需要做好掘进机的安全管理，确保其运行的稳定、可靠。只有掘进机具备良好的运行状态，才能保证煤矿巷道掘进工作的工作质量和效率，进一步提升煤矿的经济效益。掘进机安全管理应注意以下几方面：结合煤矿实际情况选择机械设备，如果在实际生产过程中发生故障，应及时发现、分析并采取相应的措施进行有效处理，避免问题扩大；相关负责人应规范和管理煤矿掘进流程，确保每个环节运行正常；定期进行维护和管理6，掘进设备的维护和管理可以帮助人们及时发现问题，如果一些小零件出现磨损则应及时更换，从而延长设备的使用寿命。3.4做好掘进工作面的人员管理煤矿采掘过程中需要大量的工作人员，因此煤矿掘进安全管理中，工作人员具备良好的专业技能和素养极其重要。在实际作业过程中必须做好有效管理，主要可通过以下几方面进行。3.4.1杜绝违规操作作业人员需要充分掌握设备的使用方法及注意事项，防止出现违规操作的现象，从而避免相应的安全隐患。3.4.2坚守岗位实际生产过程中，每位工作人员都有自己的岗位和职责，不要随意走动。采掘过程工序较多，每个环节都需要相关人员完成，如果随意走动，容易造成干扰和混乱。3.4.3定期培训煤矿中大部分的一线操作人员学历较低，严重缺乏安全意识，综合素质水平低，因此煤矿企业需要定期组织培训，让作业人员深刻意识到安全操作的重要性，进一步提升他们的专业素养。3.4.4完善考核制度考核制度的制定有利于约束和调动员工的积极性，对考核成绩较好的人员给予一定的奖励，促使他们养成积极主动学习的习惯，从而使煤矿掘进的安全管理水平进一步提升。3.5做好掘进工作面通风工作煤矿掘进过程中通风工作非常必要。如果在实际采掘过程中选择局部通风，则很难保证通风的稳定性。矿井内掘进工作面有非常多的机电设备，严重影响通风的效果。通风的目的是降低掘进工作面的粉尘浓度、瓦斯气体浓度等7。为了保证煤矿生产的安全性、有效性，煤矿企业需要加强通风，选择最佳位置布置通风机，充分发挥通风的作用，为矿井人员提供一个良好的作业环境。图 4 为掘进工作面局部通风方式示意图。图 4掘进工作面局部通风方式示意图4结束语煤矿掘进是一项重要且较为复杂的任务，随着开采难度和深度的增大，掘进条件也越来越复杂，提高煤矿开采效率成为煤矿企业关注的重点。为了使煤矿的生产效率及安全性得到有效提升，研究者需不断地优化煤矿掘进技术，在确保煤矿生产安全、可靠、稳定的基础上提高煤矿的开采效率，做好煤矿掘进过程中的安全管理工作，使作业人员的生命安全有所保障，为煤矿生产长期稳定发展奠定良好基础。参考文献：1董旭东，陈泽.煤矿掘进技术及安全管理探讨 J.内蒙古煤炭经济，2022(6)：93-95.2王胜.煤矿掘进技术的应用及优化措施 J.当代化工研究，2020(2)：75-76.3张聪.关于煤矿掘进技术及安全管理的研究 J.当代化工研究，2021(7)：89-90.4姚志强.煤矿掘进技术及安全管理 J.中国石油和化工标准与质量，2020，40(24)：183-185.5葛伟.煤矿掘进技术及安全管理标准路径之研究 J.中国石油和化工标准与质量，2019，39(23)：7-8.6刘建勋.煤矿掘进巷道支护安全检查及预防 J.矿业装备，2020(5)：106-107.7孙宝全.探讨煤矿掘进技术及安全管理 J.江西化工，2020(2)：114-115.（编辑：高志凤）(a)压入式局部通风(b)混合式局部通风逸10逸10郭敏：煤矿掘进技术及安全管理研究单位：m197