煤矿采矿工程中的不安全技术因素分析.pdf

科学管理 192 2020年第9期 煤炭是一种不可再生能源，进行煤炭的开发和采 集，采用先进的技术，运用有效的开采方法，提升煤 炭开采效率。对于煤矿企业来说不仅要增加煤炭的生 产量，同时也要保障企业取得经济效益的同时，维护 安全稳定运行。 1 煤矿开采技术类型 根据煤矿采矿类型，可以将采矿技术分为露天采矿 和地下采矿技术。露天采矿技术适用于暴露在煤层和地 表，一般进行表面的煤炭开采工作，露天开采时将炸药 进行表面土层的埋入；地下开采技术对地下实施采矿时 运用，地下开采技术应用中，如果煤矿井下煤层倾斜角 度较大，进行急倾斜煤层开采一般需要采用水平开采技 术。这种技术将工作面分为几个小部分，完成工作面开 采时，将水平面距离煤区较近的地方设置为开采点，而 距离煤区较远的地方，先从上层区域开始开采，按照从 上而下的继续顺序能够提升开采效率。对于采矿的区域 进行合理划分，尤其是进行露天煤矿开采，需要考虑采 矿的适宜条件和回踩需求。区域划分合理，才能保证采 矿管理安全水平提升[1]。 对于煤矿开采类型的判定，首先要了解煤层的结 构，进行类型划分之后再进行开采工作方案的确定。 进行深层次的开采，选择开采技术本着能够降低开采 经济成本的原则，还要防止开采过程对环境产生较大 的破坏，获得更好的开采效果。 进行采矿工程安全管理是由于采矿工程本身危险 性较高，无论是工作面管理还是地下作业时，都会由 于工作疏忽导致特大危险事故发生，如瓦斯爆炸、矿 井坍塌等带来的损失是不可估计的，减少不必要的伤 亡事故，体现以人为本的企业价值，在合理的安全管 控技术上予以探究。 2 采矿工程中不安全因素分析 煤矿开采的管理工作应兼顾开采的人文、地质、 工作环境等因素，对于不安全技术因素的分析需要考 虑的技术本身的特点，对于技术方法差异也要予以思 索，，做好安全建设，必须结合上述因素，从保障安 全角度开展论证。 （1）在采矿井施工时，进行向道的内外连接，一 般进行管口曲径半径的设置，保持正常的范围为1015 米之间。这一数值范围是为了使电动机能够自由来 回，而且在施工中注意向道的半径，曲靖河里也能保 障，像到能够满足日常的运行。另外巷道的拐角处适 当增加宽度，这是由于长期的运输中机器会产生钢丝 磨损的问题。如果曲径曲率半径不大，则会导致在运 行过程中矿井底部出现一定的坡度值。 （2）进行车场设计也要充分考虑对采矿工程安全 予以维护。实际运行过程中，采矿区有这种情况，例 如车场内运行中，运输车辆由于视线阻挡，导致运输 过程出现翻车事故，有一些弯道地方会由于阻碍导致 信号受到干扰，无法使技术施工人员得到准确信息， 继而由于失去沟通影响后续工作开展，因此对于视线 知道问题也应加以管控，以减少安全事故发生。 （3）开口中的切眼和分谐波问题是由于管控不规 范，沿着矿层的正面倾斜方向向下进行切口，有的接 口被设置在正方向上，但是长度过长会导致三角框发 生坍塌。切眼的方向和长度影响着全局的安全，值得 重视。 （4）合理进行坡度控制，在技术应用上也十分重 要。坡度控制技术一般应用在矿层倾斜坡度上，日常 施工中考虑到进行矿产资源的运输，要依靠其重力向 下滑，但是运输中速率会产生不确定性。坡度过大会 导致重力条件下车速过快，容易导致事故发生。而坡 度又过小又会使得货物不能自主降低。 （5）掘进工作面存在的不安全因素，主要为拨 口位置和眼的反眼、坡度较大位置等。通常情况下煤 矿开采企业是经济效益是放在较前位置的，因此为了 节省开支，一般进行拨口的选择会尽量避开石门的两 边开口，但是这种设置会影响拨口的耐久性，应根据 的开采面的具体形态进行决定工作进度的判定，设置 好的拨口位置，将改造眼的位置放置在30度以上的坡 处，同时避开很多拐弯的地方[2]。 （6）道顶底板和两帮是一个相互作用的整体煤矿 巷道挖底可能影响巷道顶板和两帮稳定性，采用模拟 试验和工程实例可以看到帮顶稳定性的影响，发现巷 道挖底会改变巷道底板应力分布特征，从而使用更加 安全可靠的巷道安全管控技术，防止承载圈向深部移 动，诱发顶板破坏深度和两帮增加。如开拓巷道工程 中下部车场的安全缝隙太小，会影响安全施工。对于 下步车场的安全缝隙一般规定设置在1.3米以上，但是 有的矿井为了节省开支，会将宽度调整到1米左右， 遇到比较繁琐的工作或较大的货运量会导致车辆在此 处难以掉头。而且地下的工作人员也需要较宽敞的空 煤矿采矿工程中的不安全技术因素分析 张德强 太原煤气化龙泉能源有限公司 山西 太原 030013 摘要经济的发展，各领域对能源需求不断增多，需要煤炭资源的开采工作加大力度，保证质量的同时做好安全管 控，对于煤矿采矿工程来说进行开采技术和管理方法的优化同等重要，将工程中不安全技术影响因素加以分析，提出相应 的解决措施，以保障煤矿开采提升效益的同时避免安全事故发生。本文围绕煤矿采矿工程中不安全技术因素进行分析，对 于采矿技术应用以及相关安全管控措施进行论证，针对不安全技术因素进行具体阐述，希望能够推动煤矿开采效益提升、 煤矿安全稳定运行能力强大具有参考价值。 关键词煤矿开采 采矿技术 不安全技术因素 （下转第36页） 技术研究 36 2020年第9期 Φ121mm回压凡尔Φ121mmMWDΦ127mm无磁钻 铤Φ101.6mm加重钻杆45根Φ101.6mm普通钻杆， 根据剩余井段、剩余位移及对准靶心降斜率要求随时 微调控制。 3.2 轨迹控制技术[6] 采用“直-增-稳-微降”三段制剖面设计，结合 “四合一”、螺杆双扶钻具组合特性及地层增降斜 规律。第1趟钻（7002800m井段）应用“四合一” 钻具组合完成直增稳斜井段，定向增斜井段滑动增 斜率10～25/100m，在定向后复合钻进过程中根据 各地层增降斜规律随时微调控制，钻穿刘家沟组进入 石千峰组地层，完成了主要轨迹控制井段；第2趟钻 （28003500m井段）应用螺杆双扶钻具组合钻进微降 斜完钻，降斜率2～6/100m。 4 聚合物三磺体系钻井液体系 为防止井壁失稳，确保井下安全，小井眼井 采用聚合物三磺封堵防塌钻井液体系。1）二开 7002600m井段应用聚合物封堵防塌钻井液体系，二 开钻进前，预配聚合物含量达到0.5的聚合物钻井 液，加入KCl提高钻井液体系抑制性，在延长组中部 缓慢混入预水化“SN（0.5）膨润土浆”，控制失 水，提高钻井液封堵性、护壁性，防止井壁泥岩失稳 垮塌。2）二开26003500m井段应用三磺封堵防塌钻 井液体系，施工过程用LV-PAC和SN控制失水，加入 SFT和预水化膨润土浆改善滤饼质量，钻遇山西组煤层 前提前混入预水化好的膨润土浆，并加入石灰石提高 钻井液密度至1.15g/cm3达到封堵防塌目的，保证了双 石层及煤层垮塌。 5 应用效果 （1）通过将高效PDC钻头、高低速螺杆、水力 振荡器、岩屑床清除器等提速工具、“两趟钻”轨迹 控制技术集成配套形成的Φ165.1mm小井眼优快钻井 技术，实现提速增效目的。2018年完成井平均钻井周 期13.33d，较同区块Φ215.9mm井眼缩短1.59d，提速 10.66。 （2）聚合物封堵防塌钻井液抑制包被性强，封堵 防塌效果明显，钻进过程中井眼稳定，无掉块及缩径 现象，井径规则，延长组易塌地层井径扩大率9.8， 有效的解决了直罗组，延长下部井壁垮塌，延安组、 延长上部缩径问题，为完井电测创造有利条件。 6 结束语 （1）分井段优选高低速大功率螺杆，匹配高效 PDC钻头，采用“PDC钻头单弯螺杆水力振荡器” 复合钻井，实现高效定向，提高机械钻速及滑动效 率，建议在苏里格气田区块推广应用。 （2）小井眼“两趟钻”轨迹控制技术，将地层增 降斜规律及可钻性、PDC钻头能力及“四合一”钻具 组合特性优化结合，最大限度利用钻具组合在不同地 层自然增降斜和方位漂移特点，减小滑动调整次数， 提高钻井速度。 参考文献 [1] 肖春学， 王向延， 姚永永， 等 . 靖南 G68-16 井小井眼 钻井技术 [J]. 石油钻采工艺 2014， 36（5） [2] 豆旺 . 深层小井眼侧钻水平井钻井技术研究与实践 小井眼钻井技术 [J]. 石化技术 2019， 26（5） ， 42-43 [3] 孙德宇， 姜前英， 田卫东 . 优快钻井配套技术在苏里 格气田中的应用 [J]. 石油天然气学报， 2010， 32（4） 275- 279. [4] 石崇东， 党克军， 张军， 等 . 水力振荡器在苏 368 18H 井的应用 [J]. 石油机械， 2012， 40（3） 35-38 . [5] 张康， 冯强， 王建龙， 等 . 水力振荡器最优安放位置 研究与应用 [J]. 石油机械， 2016， 44（2） 38-40. [6] 崔海林， 曹树生， 杨春旭， 等 .DP19 小井眼欠平衡水平 井井眼轨迹控制技术 [J]. 石油钻采工艺， 2010， 32（3） 18. 间，能够便于在发生事故时快速逃脱。因此这种车场 设计没有考虑安全缝隙是否满足事故发生时逃脱的需 求，所以在车辆安全通过时参考缝隙长度应在1.4m以 上方能保障安全[3]。 （7）巷道的腰线出现的不合理，一般表现在顶棚 的位置存在中线点的偏差，利用激光科技笔可以检测 线头的位置是否合理，或者使用水平尺进行掘进迎头 的检验。实际操作中施工人员可以根据开采面的情况 进行调整，适当将曲线巷道的半径和转角进行检验， 严格按照施工条例和标准，解决精度偏差的问题，按 照安全准则尽可能将安全事故发生率降到最低。 3 结束语 当前矿井安全问题影响因素较多，诸多问题都是 摆在煤矿开采安全管理面前的重要课题。如工作面的 车场设计、废料处理、巷道宽度等等，均需要健全的 管理体制和监督机制予以监控，防止操作不规范或违 反正规操作要求导致风险增加。只有树立安全意识， 做好采矿工程施工中不安全因素的分析，采取相应的 技术予以解决，才能杜绝危险发生。 参考文献 [1] 朱怀志， 张峰， 倪海明 . 鲍店煤矿保护层开采冲击诱 因与防治体系 [J]. 煤矿安全， 2020， 51（4） 195-201. [2] 段伟华 . 大采高工作面片帮机理及控制技术研究 [J]. 煤炭科学技术， 2020， 48（3） 147-153. [3] 王伯生， 何力， 宋文健 . 资源重叠区废弃油气井安全 治理技术研究 [J]. 煤炭技术， 2019， 38（12） 102-104. （上接第192页）