煤矿掘进技术及安全管理.pdf

2020 年第 8 期2020 年 8 月 中国的煤炭埋藏比较深，多是通过井工开采。在 井工开采过程中，需要开掘各种生产巷道，而这主要 是通过掘进完成的。虽然煤矿开采技术得到了很大的 发展，但是采掘接替紧张问题依然是困扰煤矿生产的 关键问题之一[1-2]。因此，采用合适的掘进技术是解决 煤矿中广泛存在的采掘接替紧张问题的关键。由于煤 层和岩层的物理力学性质存在较大的差别，应该针对 煤巷和岩巷的掘进采用不同的掘进技术，同时，在巷 道掘进中做好安全管理工作。 1煤矿高效掘进技术现状分析 要实现煤矿的高效掘进，一方面要采用合适的掘进 技术，另一方面要保证巷道的支护速度。支护的主要目 的是维持巷道的稳定性，保证掘进的安全施工。下面将 对掘进过程中采用的掘进技术和支护方式进行分析。 1.1煤矿巷道掘进技术发展现状 煤矿巷道掘进技术分为岩巷掘进技术和煤巷掘进 技术，这是因为岩石和煤的硬度差异过大。煤巷的掘 进相对简单而且效率十分高，通常采用连续采煤机进 行掘进。早期，煤巷的掘进也采用掏槽法，主要是人 工作业，效率十分低，而且不容易控制巷道成型时的 形状。采用连续采煤机来进行煤巷掘进，实现了煤矿 开采和掘进的一体化，整体掘进速度非常快，煤巷的 掘进速度可达每月 1 000 m 多。此外，采用连续采煤 机进行掘进时，可以配套锚杆机协同作业，实现煤巷的 快速成型。 与煤巷相比，岩巷的掘进要复杂得多，主要采用的 方法有钻爆法和综掘法。钻爆法是通过打眼对岩层进行 爆破而完成岩巷掘进，其关键在于炮眼的钻进速度。钻 眼可以采用气腿式凿岩机，也可以采用动力更大的液压 钻机。采用钻爆法时，巷道掘进的速度在很大程度上取 决于钻眼的速度和装岩的速度，其最大掘进速度可达每 月 100 m 多。综掘法通过掘进机来进行巷道掘进，实 现了破岩和装岩的机械化，整体速度较快。这项技术极 大地减轻了工人的劳动强度，并使成型的巷道断面更加 规则，便于支护，满足大断面巷道掘进的要求。采用综 掘法掘进巷道时，掘进速度在每月 200 m 多到 300 m 多之间。岩巷巷道的掘进速度受支护技术的限制比较 大，下面将分析掘进巷道采用的支护方式。 1.2掘进巷道支护方式现状 在掘进巷道时，必须要对新成型的巷道采取一定的 支护来维持巷道的稳定性。对于煤巷的支护，相对来说 比较简单，通常采用工字钢棚或 U 型钢棚来支护，也有 一些巷道采用锚杆支护。这是由于煤巷的服务年限较短， 一般只有 2耀3 a，只采用一些临时支护的方式进行支护。 而岩巷的支护要复杂得多，一方面要维持巷道的稳 定性，另一方面要维持巷道顶板的完整性。在岩巷掘进 时，首先采用临时支护方式，可以是工字钢棚或 U 型钢 棚，如图 1 所示；然后采用永久支护方式，即向巷道围 岩中打入锚杆和锚索，锚杆、锚索的长度需要采用工程 收稿日期2020-04-08 作者简介李汉，1992年生，男，河北唐县人，2015年毕业于太 原工业学院安全工程专业，工程师。 煤矿掘进技术及安全管理 李汉 （ 大同煤矿集团公司矿井建设管理处，山西 大同 037003 ） 摘要 采掘接替紧张是煤矿生产过程中遇到的难题之一，而解决这个难题的关键在于发展掘进技术。随着煤矿开采 强度的进一步增加，对煤矿掘进技术提出了更高的要求。因此，在保证安全的前提下，实现煤矿的高效掘进十分重要。 简要分析了煤矿掘进中采用的高效掘进技术，并总结了一些实现煤矿掘进安全管理的措施，以期为煤矿的安全高效掘进 提供一定的参考。 关键词 煤矿开采；掘进技术；安全管理 中图分类号 TD263文献标识码 A文章编号 2095-0802-202008-0109-02 Coal Mine Driving Technology and Safety Management LI Han Mine Construction Management Division, Datong Coal Mine Group Co., Ltd., Datong 037003, Shanxi, China Abstract It is one of the difficult problems encountered in the process of coal mine production that the shortage of mining and driving replacement, and the key to solve this problem lies in the development of driving technology. With the further increase of mining intensity, higher requirements are put forward for the driving technology of coal mines. Therefore, under the premise of ensuring safety, it is very important to realize the efficient driving of coal mines. This paper briefly analyzed the high efficiency driving technology used in coal mine driving, and summarized some measures to realize the safety management of coal mine driving, in order to provide some reference for the safe and efficient driving of coal mines. Key words coal mining; driving technology; safety management （总第 179 期） 技术研究 109 2020 年第 8 期2020 年 8 月 类比法来确定；最后，永久支护完成后需要在巷道表面 喷上一层混凝土，以保证巷道整体的完整性。巷道施工 的整个周期十分长，需要对巷道的支护质量进行检查。 图 1U 型钢棚支护示意图 2煤矿巷道高效掘进中的安全管理 2.1做好地质勘探工作 地质条件是决定煤矿掘进速度的重要因素之一， 因此，必须要做好地质勘探工作。由于煤矿掘进时会 破坏地层的平衡，在重新达到平衡的过程中很容易引 发地质灾害。例如在煤巷掘进过程中，会破坏煤层 的完整性，导致瓦斯的突然释放从而引发瓦斯灾害。 与此同时，岩层中的水在隔水层被破坏时，会引发突 水事故[3]。此外，在掘进过程中，还有可能遇到陷落 柱，若不采取一定的安全措施，则会在掘进工作面前 方发生严重的塌方事故，影响巷道的安全掘进。地质 勘探工作的目的是探明掘进区地质构造、瓦斯和水文 情况，从而为安全施工提供可靠的指导。由于在地面 上勘探获得的数据比较粗糙，存在较多盲区，还需要 在煤矿井下对掘进工作面前方采用钻探的方法进行勘 探，以获得更为详细的地质资料。 2.2做好工作面顶板管理工作 掘进工作面前方的地质条件存在一定的不确定性， 因此，必须要做好掘进工作中的顶板管理工作。顶板 管理工作的主要内容就是维持巷道顶板的稳定性，防 止冒顶事故发生，具体应该从以下几方面入手a 严 格控制空顶距。掘进段和支护段存在一定的差距，导 致掘进工作面前方存在一定的未支护区域。这种未支护 区域存在较大的冒顶可能，而冒顶的发生与空顶距有很 大的关系。b 采取加强支护措施。由于掘进过程中顶板 的状况会发生改变，对于顶板完整性比较差的区域，要 采取加强支护措施，以免发生冒顶事故。c 在地质构造 复杂区控制掘进速度，地质构造比较复杂区域的地应力 也比较复杂，若掘进一个较大的空间，则会导致应力突 然释放，容易形成矿井动力灾害。对于这些区域要一边 探测，一边掘进，最大程度上保证掘进安全。 2.3做好掘进工作面的通风工作 掘进工作面采用的是局部通风措施，很难保证通 风的稳定性，因此，必须要做好掘进工作面的通风工 作。掘进工作面中机电设备非常多，通风构筑物比较 多，通风的阻力比较大，不利于正常通风[4]。为了增强 工作面的通风效果，必须要注意局部通风机的放置位 置，使通风效果发挥到最好，如图 2 所示。通风的作用 是，降低工作面中的瓦斯浓度，降低工作面中的粉尘 浓度，采用负压通风机可显著降低粉尘的浓度。 2.4做好掘进工作面的人员管理 掘进工作面有大量的工作人员，保证工作人员的 安全是煤矿生产工作中的重要内容之一。这就要求在 施工过程中，必须要对现场人员进行有效管理。管理 的具体内容主要有以下 2 点a 杜绝工作人员违规操 作。工作人员违规操作设备，使施工存在较大的安全 隐患。由于施工现场很多工人的文化程度不高，缺乏 对安全的认识，很容易做出危险操作。b 工作人员要 严守工作岗位，不能随意走动。施工过程中有很多道 工序，每道工序都需要有足够数量的工作人员来完成， 若工作人员在施工中随意走动，不仅会导致施工过程 中人手不足，还容易导致施工现场混乱。 3结语 煤矿掘进是煤矿开采过程中一项极其重要的任务， 在保证安全生产的前提下，还要保证掘进效率。要想 实现煤矿的高效掘进，一方面要采用合适的掘进技术， 另一方面要保证巷道的支护速度。支护的主要目的是 维持巷道的稳定性，保证掘进的施工安全。煤矿巷道掘 进技术可以分为岩巷掘进技术和煤巷掘进技术，这是由 于岩石和煤的硬度差异过大。煤巷的掘进相对简单而且 效率十分高，通常采用连续采煤机进行掘进。与煤巷相 比，岩巷掘进要复杂得多，主要采用的方法有钻爆法和 综掘法。煤矿掘进的安全管理工作应该从做好地质勘 探工作、工作面顶板管理工作、掘进工作面的通风工 作和掘进工作面的人员管理工作方面入手。 参考文献 ［1］ 文杰.煤矿掘进技术及安全管理 ［J］ .当代化工研究， 20204 30-31. ［2］ 张宏伟.煤矿掘进技术及安全管理分析 ［J］ .石化技术， 2019， 2611 241-242. ［3］ 苏晓雷.煤矿掘进过程中的安全管理工作探讨 ［J］ .绿色环保 建材， 20195 246. ［4］ 苗超.探讨煤矿掘进技术及安全管理 ［J］ .山东工业技术， 20198 76. （ 责任编辑白洁 ） 逸10 m 逸10 m a 压入式局部通风b 混合式局部通风 图 2掘进工作面的局部通风方式 110