李信義

(山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045008)

引言

煤礦大多分布在地下巖層或山體當(dāng)中，根據(jù)其分布位置，使用的掘進(jìn)設(shè)備也有所不同。近年來煤礦企業(yè)為提升煤礦產(chǎn)量，不斷對(duì)現(xiàn)有開采技術(shù)進(jìn)行更新并引進(jìn)新型技術(shù)，在提升產(chǎn)量的同時(shí)有效減少成本支出，經(jīng)濟(jì)效益明顯提升。作為不可再生能源，我國非常重視煤礦開采作業(yè)，目前更先進(jìn)的掘進(jìn)技術(shù)還在研究之中。

一、煤礦掘進(jìn)施工技術(shù)

1.鉆爆技術(shù)

在較堅(jiān)硬的巖石層中，需要用到鉆爆法開采煤礦，該項(xiàng)技術(shù)使用過程中需要注意的問題是：1.在爆破前，需要勘測周圍巖層情況，并結(jié)合掘進(jìn)巷道環(huán)境，計(jì)算炮眼位置參數(shù)，這樣才能取得較好的爆破效果。2.計(jì)算結(jié)果不能直接作為爆破參數(shù)，還需要將其與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，選擇標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)用于爆破作業(yè)。3.對(duì)周邊巖石的堅(jiān)固系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并測量地下水位，進(jìn)而完成炸藥量的計(jì)算。若炮眼位置周圍存在較多水分，需要對(duì)炸藥進(jìn)行防水處理。4.選擇合適的裝藥方式，正裝和反裝是現(xiàn)階段煤礦掘進(jìn)中常用的裝藥方式，方式選擇需要視現(xiàn)場情況而定。此外，還要注意引線連線方式的確定，爆破人員需結(jié)合現(xiàn)場情況，選擇最合適的連線方式。

2.深孔爆破技術(shù)

采用該項(xiàng)技術(shù)成型的炮孔，其直徑最小為75mm，借助深孔鉆機(jī)鉆出深度最少為5米的孔洞。實(shí)際鉆孔時(shí)要根據(jù)事先修好的梯段的傾斜程度，判斷是垂直鉆孔還是傾斜鉆孔。鉆孔前，檢查鉆孔工具是否齊全，并將工具表面清理干凈。鉆孔作業(yè)必須由兩名工作人員配合完成，以打孔位置為圓心，50范圍內(nèi)不能出現(xiàn)帶電作業(yè)。機(jī)體、鉆桿及炮眼必須保持在同一直線上，每鉆一個(gè)孔都要編號(hào)，方便后期布置引線。鉆孔完畢后勘察周圍巖層，精確計(jì)算炸藥量。放炮作業(yè)完成后，相關(guān)人員至少間隔15分鐘，才能進(jìn)入爆破區(qū)查看有無啞炮。處理啞炮時(shí)注意做好自身的防護(hù)措施，嚴(yán)格按照技術(shù)要求拆除啞炮。

圖 深孔爆破技術(shù)施工原理

3.光面爆破技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)是目前最先進(jìn)的爆破技術(shù)，其爆破過程如下：利用常規(guī)爆破方式，在巷道內(nèi)部形成新型粗?jǐn)嗝?。從粗?jǐn)嗝嬷羞x擇厚度均勻，周圍巖層穩(wěn)定性較高的光面層，在光面層上完成炮眼布置作業(yè)，進(jìn)而完成爆破。利用該項(xiàng)技術(shù)完成的爆破，對(duì)周圍巖層影響較小，且爆破斷面整齊方面后續(xù)施工。在地下水較為豐富的水工隧道內(nèi)，此爆破技術(shù)同樣適用。

二、我國煤礦掘進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)狀

1.綜合掘進(jìn)機(jī)機(jī)械掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀

該技術(shù)主要由懸臂掘進(jìn)機(jī)、單螺桿鉆機(jī)、供電系統(tǒng)、輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、通風(fēng)除塵設(shè)備等組成，在我國重點(diǎn)煤礦得到了廣泛的應(yīng)用。綜合機(jī)械化掘進(jìn)的主要設(shè)備綜掘機(jī)自移式電纜托架裝置，主要由三個(gè)托架，滑輪和鋼絲繩組成。新型的綜掘機(jī)自移式電纜托架裝置首先是在皮帶機(jī)機(jī)尾上安上大架子，將所有電纜與開關(guān)設(shè)備放在架子上，在拉移機(jī)尾時(shí)這些設(shè)備都可以跟著前進(jìn)；然后在綜掘機(jī)二運(yùn)機(jī)尾、皮帶機(jī)緩沖架機(jī)尾與堆放電纜的大架子末端分別安設(shè)所設(shè)計(jì)出的三個(gè)架子，在架子上固定滑輪，穿上鋼絲繩，在鋼絲繩上掛上小滑輪，然后把需要預(yù)留的電纜固定在滑輪上，形成了一個(gè)回路，保證電纜可以隨著綜掘機(jī)的前后移動(dòng)而自動(dòng)的相應(yīng)移動(dòng)。使用綜掘機(jī)自移式電纜托架裝置解決了人力、體力、巷道治療標(biāo)準(zhǔn)化以及安全隱患方面的問題，大大提高了職工勞工效率，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化，提高了巷道的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。

2.連續(xù)采礦機(jī)掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀

我國連續(xù)采煤機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚。20世紀(jì)90年代之際，我國一些先進(jìn)的煤礦企業(yè)從國外引進(jìn)掘進(jìn)機(jī)械，此后，經(jīng)過科研人員的研發(fā)，我國才將此技術(shù)加以應(yīng)用。該技術(shù)不僅可以作為單臺(tái)采煤機(jī)在作業(yè)中使用，還可以用于基巖開采工作，主要用于斷面斷臂、雙巷、多巷開采，特別是在煤礦景觀場、巷道開采環(huán)境較好的情況下?，F(xiàn)階段使用的主要型號(hào)包括15DDVCABM20的12cm。然而，由于中國工業(yè)起步較晚，生產(chǎn)此類設(shè)備的企業(yè)仍然不足。此外，掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，低產(chǎn)量、兼容性和可靠性不足等仍是當(dāng)前所亟待解決的首要問題。

3.挖掘錨機(jī)一體化掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀

我國的煤層儲(chǔ)存條件比較復(fù)雜，要想高效的將煤礦資源很好的開采，就必須不斷的對(duì)實(shí)用、高可靠性的掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行研究與開發(fā)，綜合而言，我國實(shí)現(xiàn)高效掘進(jìn)技術(shù)的主要途徑是挖掘錨機(jī)一體化，相對(duì)于開采工作，挖掘錨機(jī)一體化效率高、效率高、可靠性強(qiáng)、機(jī)械化程度高的特點(diǎn)，大大的提高了采礦效率，并在一定程度上將采礦工藝進(jìn)行了優(yōu)化；但目前我國煤炭開采行業(yè)仍處于探索階段，系統(tǒng)的掘進(jìn)管理與現(xiàn)場監(jiān)管仍存在一定差距。

三、不同掘進(jìn)階段的安全注意事項(xiàng)

1.巖石平巷掘進(jìn)注意事項(xiàng)

該階段掘進(jìn)施工過程中，需要注意的地方包括：1.檢查掘進(jìn)設(shè)備是否齊全，邊掘進(jìn)邊注意巷道變化情況。2.每掘進(jìn)一段距離就要對(duì)巷道進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)作業(yè)，并隨時(shí)檢查支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3.放炮作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較大，相關(guān)人員要注意自我保護(hù)。4.工作面搭建完成后，要對(duì)其穩(wěn)程度進(jìn)行檢測，并在醒目位置張貼警示語。

2.水平煤巷掘進(jìn)注意事項(xiàng)

此掘進(jìn)階段需要著重考慮的是頂板，首先需要對(duì)頂板煤層的堅(jiān)固程度進(jìn)行檢測，若頂板強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、或者頂板出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象，該種情況下的頂板不能進(jìn)行爆破處理。為保證掘進(jìn)的順利進(jìn)行，需要利用風(fēng)鎬手動(dòng)挖掘巖層，挖掘時(shí)要避免漏頂。瓦斯煤層是爆破斷面中的一種，由于不能進(jìn)行補(bǔ)充爆破作業(yè)，遇到此種煤層時(shí)要認(rèn)真分析周圍巖層構(gòu)造，確保能夠一次爆破成功，且不會(huì)出現(xiàn)瓦斯泄漏現(xiàn)象。

3.上下山掘進(jìn)注意事項(xiàng)

上山掘進(jìn)過程中，需要保持巷道內(nèi)部的良好通風(fēng)，若掘進(jìn)時(shí)遇到瓦斯煤層，基于瓦斯較輕的特性，必須對(duì)整段巷道進(jìn)行完全通風(fēng)，才能將安全事故發(fā)生的幾率降到最低。通風(fēng)設(shè)備要指派專人管理，減少設(shè)備故障次數(shù)，保證風(fēng)機(jī)正常工作。下山掘進(jìn)時(shí)最容易出現(xiàn)的事故是跑車，為避免跑車事故，需要嚴(yán)格檢查滑輪、絞車的穩(wěn)固程度。在事故發(fā)生時(shí)，可使用阻車器使掘進(jìn)機(jī)構(gòu)停車。

四、提升煤礦掘進(jìn)質(zhì)量的安全管理措施

1.加強(qiáng)崗位培訓(xùn)

首先對(duì)即將上崗人員進(jìn)行培訓(xùn)，針對(duì)崗位特點(diǎn)向員工詳細(xì)講解操作流程，并要求員工完全掌握操作規(guī)范。同時(shí)做好對(duì)員工的安全培訓(xùn)，讓員工有巷道工作準(zhǔn)備，在遇到危險(xiǎn)時(shí)能快速進(jìn)行自救。其次是上崗期間，可選擇經(jīng)驗(yàn)豐富員工幫助新員工，及時(shí)指正新員工操作上的錯(cuò)誤，在不斷實(shí)踐過程中快速提升員工的操作技能。最后根據(jù)掘進(jìn)現(xiàn)場情況，制定切實(shí)可行的獎(jiǎng)懲機(jī)制，確保每位員工都能嚴(yán)格遵守規(guī)范完成相關(guān)作業(yè)。

2.加快設(shè)備、理念的更新進(jìn)度

開采、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備質(zhì)量決定采礦效率，在科學(xué)技術(shù)更新?lián)Q代較快的現(xiàn)代社會(huì)，企業(yè)設(shè)備的更新速度也應(yīng)該跟上技術(shù)變化速度。在先進(jìn)設(shè)備的支撐下，企業(yè)生產(chǎn)理念才能在最大程度上得到落實(shí)。生產(chǎn)理念并不是一成不變的，理念也要與時(shí)俱進(jìn)，制定與企業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的生產(chǎn)理念。設(shè)備和理念相互配合，兩者相輔相成，企業(yè)的煤礦產(chǎn)量才能快速提升。

3.安全管理流程化

從發(fā)現(xiàn)問題開始，直到將隱患完全消除，整個(gè)過程要向流水線化的方向靠近。管理人員需要認(rèn)真對(duì)待每個(gè)環(huán)節(jié)的處理工作，確保將隱患消除工作一步落實(shí)到位，避免新舊問題交叉，進(jìn)而保證掘進(jìn)施工正常進(jìn)行。

4.保證技術(shù)實(shí)施安全

目前煤礦掘進(jìn)過程使用的技術(shù)較多，確保技術(shù)實(shí)施過程安全可靠是現(xiàn)階段煤礦其的主要任務(wù)。有的技術(shù)是單獨(dú)使用的，有的施工技術(shù)配合使用，若實(shí)施過程出現(xiàn)問題，產(chǎn)生的影響無疑是巨大的。在設(shè)備掘進(jìn)過程中，要注意周圍斷面地質(zhì)，同時(shí)做好巷道支護(hù)。并定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，避免其出現(xiàn)故障延誤施工進(jìn)度。對(duì)于爆破施工來說，既要考慮充分做好準(zhǔn)備工作，還要估算爆炸沖擊波對(duì)周圍巖層的影響情況。

五、我國高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.綜合掘進(jìn)機(jī)機(jī)械掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢。使用綜掘機(jī)自移式電纜托架裝置解決了人力、物力、巷道治療標(biāo)準(zhǔn)化以及安全隱患方面的問題，大大提高了職工勞工效率，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化，該設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單、安設(shè)方便、成本少、優(yōu)良效果顯著，具有廣泛的推廣前景。

2.連續(xù)采礦機(jī)掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢。連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)掘進(jìn)速度快、采掘一體化效果好，是目前巷道掘進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)，在煤礦開采中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與掘進(jìn)技術(shù)水平的提高，連續(xù)采礦機(jī)掘進(jìn)技術(shù)的水平與垂直切割功率分別達(dá)到了350kW和250kW，自動(dòng)化程度逐步提高。此外，連續(xù)采煤機(jī)連續(xù)工作的特點(diǎn)，進(jìn)一步提高開采效率，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的的環(huán)境中，也仍能很好的應(yīng)用，有效的提高了煤礦開采的效率，保障了工人的人身安全，具備較好的推廣價(jià)值。

3.挖掘錨機(jī)一體化掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢。挖掘錨機(jī)一體化技術(shù)主要應(yīng)用于單、雙巷道掘進(jìn)，能有效提高支護(hù)質(zhì)量，加快掘進(jìn)速度。在煤礦掘進(jìn)工作中，挖掘錨能更好的提高機(jī)械應(yīng)用效率，維護(hù)環(huán)境穩(wěn)定性(具體參數(shù)見表1)。掘錨一體化可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的煤巷道掘進(jìn)，其技術(shù)優(yōu)勢明顯，在我國也有廣闊的發(fā)展前景。因此，為充分帶動(dòng)煤礦行業(yè)的發(fā)展，此技術(shù)應(yīng)會(huì)得到大力的開發(fā)和應(yīng)用。

六、結(jié)束語

新世紀(jì)的中國能源結(jié)構(gòu)仍然是以煤為主，煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展使得煤廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。隨著煤礦需求的不斷上升，煤礦開采的環(huán)境及條件變得越來越復(fù)雜，如何提高煤礦的開采效率，就成為了我國煤礦業(yè)生存和發(fā)展的最為迫切和關(guān)鍵的問題，為了能更安全、可靠、高效對(duì)煤礦資源進(jìn)行開發(fā)，我們不得不加強(qiáng)掘進(jìn)技術(shù)的改進(jìn)與研究，不斷的推陳出新，本文通過對(duì)我國高效掘進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)了我國掘進(jìn)技術(shù)仍有諸多的不足之處，并探討了我國高效掘進(jìn)技術(shù)的未來的發(fā)展趨勢，希望為后續(xù)的煤礦開采工作提供些參考。