吾買爾·買買提

摘 要 為了研究煤礦開采工程中所涉的掘進技術(shù)要點和安全管理經(jīng)驗，以在此基礎(chǔ)上提高煤礦掘進施工過程中的技術(shù)水平和作業(yè)質(zhì)量，促進煤礦開采的高質(zhì)量發(fā)展。本文基于筆者國能新疆礦業(yè)多年一線技術(shù)管理工作經(jīng)驗，在現(xiàn)場管控基礎(chǔ)上針對復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦安全生產(chǎn)進行工程預(yù)控層面的分析，系統(tǒng)性提出管控措施和注意要點，為同行提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞 煤礦開采 掘進技術(shù) 一體化技術(shù)

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）10-0037-02

1 前言

煤炭資源屬于化石能源的一種。而不同地質(zhì)構(gòu)型下的煤礦安全生產(chǎn)至關(guān)重要，據(jù)不完去統(tǒng)計，煤礦開采是整體工業(yè)生產(chǎn)中安全風(fēng)險最高的細分行業(yè)之一。所以基于設(shè)備、人員素質(zhì)和地質(zhì)預(yù)控層面的技術(shù)、管理范疇對安全生產(chǎn)都有幫助。而在煤礦建設(shè)工程領(lǐng)域，基于人、機、物、法、環(huán)的全過程質(zhì)量管理模式能確保煤礦生產(chǎn)長治久安。眾所周知，煤礦開采工作是一項高危工作，在其作業(yè)的過程中存在著好多不確定性的危險因素，隨著煤礦開采技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦開采的安全性有了很大的提高，同時煤礦開采作業(yè)工作人員的安全意識也有了極大的提升。在整個社會不斷發(fā)展的推動下，各個對煤炭有需求的領(lǐng)域都提高了對煤炭質(zhì)量的要求，提高煤礦掘進開采的技術(shù)水平和煤炭質(zhì)量成為一件比較迫切的事情。如何在確保工作人員人身安全的前提下運用先進的煤礦掘進開采技術(shù)提高煤炭生產(chǎn)質(zhì)量成為當前煤礦開采行業(yè)普遍關(guān)注的問題。所以在此本文基于筆者國能新疆礦業(yè)多年一線技術(shù)管理工作經(jīng)驗，在現(xiàn)場管控基礎(chǔ)上針對復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦安全生產(chǎn)進行工程預(yù)控層面的分析，系統(tǒng)性提出管控措施和注意要點，為同行提供建設(shè)性意見，幫助系統(tǒng)性防治方法的制定。

2 掘進技術(shù)的研究價值

掘進技術(shù)就是合理運用科學(xué)的技術(shù)措施將煤礦回采煤炭資源的通道進行直接打通的一種技術(shù)，由于進行回采煤炭的通道在施工過程當中是需要進行反復(fù)使用的，因此，必須特別重視回采煤炭資源的通道的穩(wěn)定性和牢固性，要想做到這一點就必須確保煤炭工作面掘進施工過程中所使用技術(shù)的合理性和科學(xué)性。在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的推動下，煤炭生產(chǎn)掘進技術(shù)也得到了前所未有的發(fā)展。同時，掘進技術(shù)的種類隨著煤炭生產(chǎn)過程中實際情況的不同也越來越多。[1]煤礦掘進技術(shù)的發(fā)展在很大程度上提高了煤炭生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，同時也促進了煤礦企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

3 常見煤礦掘進關(guān)鍵技術(shù)要點

煤礦資源開采工程的作業(yè)環(huán)境主要在地下，而煤礦資源的開采難度又很高，工程的開工需要足夠的資金支持、人力資源支持和相關(guān)的技術(shù)支持，因此是風(fēng)險性高的大型工程作業(yè)項目。如今隨著人們對于煤礦開采作業(yè)的經(jīng)驗增多，煤礦開采的相關(guān)技術(shù)也得到了不斷發(fā)展，其中掘進技術(shù)是開采工程中主要應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，煤礦掘進技術(shù)有幾種不同的分類，每個分類各自在施工工程中發(fā)揮著不同的作用。煤礦掘進即為依托盾構(gòu)和相應(yīng)傳統(tǒng)掘進機械，在最佳銜接時效和安全環(huán)境下完成截割、裝載、轉(zhuǎn)運、錨桿支護、臨時支護、行走及除塵等多重工序。除此之外鉆爆法施工技術(shù)也在成本受控情況下進行使用，[2]具體細則性技術(shù)要點如下：

（1）鉆爆法施工。以破碎巖石，清理巷道，開掘礦床為主題的施工方案是煤礦采掘中不可缺少的作業(yè)環(huán)節(jié)。而在成本受限和環(huán)境因素受限前提下，運用鉆爆法進行相應(yīng)工作高效而廣泛。只是在這種技術(shù)運用前需要進行作業(yè)環(huán)境的有限元分析，確保巷道在極端情況下確保穩(wěn)定，且不影響其他采掘面的工作安全。而在炮眼位置設(shè)定和炸藥用量選擇上首先要對預(yù)先估算的能量載體進行參數(shù)化分析，在爆破損壞力度恰當?shù)那疤嵯虏扇】茖W(xué)合理的數(shù)據(jù)分類辦法進行整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性評估。確保炸藥威力和藥量適中，其次進行爆破面圍巖的巖性和裂縫變化情況分析也至關(guān)重要，如果工作面巖石質(zhì)地堅硬且存在脆性裂縫，更需要選取穿透性更強的炸藥，而有的工作環(huán)境會涉及到井下涌水和滲透性潮濕等作業(yè)環(huán)境，這就需要對炸藥的防水性和接線的系統(tǒng)質(zhì)量完善程度進行進一步提升。綜合來講，運用事先勘探的圖紙和巖性特征進行圍巖破壞有限元分析，能更好的把握安全施工時效，在炸藥用量最省，炮眼部署最為科學(xué)的角度上完成相應(yīng)工作。

（2）煤巷掘進技術(shù)。煤路技術(shù)側(cè)重于隧道技術(shù)的三個方面，即采煤機連續(xù)開采技術(shù)、煤巷綜合機械化煤巷技術(shù)和錨桿掘進碳素一體化隧道技術(shù)。剪切機連續(xù)挖掘技術(shù)中使用的重要工具是連續(xù)采煤工具，可大大降低采煤成本。煤巷綜合機械化技術(shù)使用的工具主要是懸臂式煤巷機。得益于相關(guān)部門的長期研究開發(fā)，據(jù)了解，我國使用的懸臂式隧道掘進機的性能有了較大的提高。雖然在某些方面仍落后于發(fā)達國家，但經(jīng)過研發(fā)人員的不懈努力，最終會取得驕人的成績。錨桿與隧道一體化煤巷技術(shù)主要是將隧道技術(shù)與支護技術(shù)相結(jié)合，拓寬了煤巷掘進機的應(yīng)用范圍，大大提高了隧道煤的質(zhì)量和效果。

（3）巖巷技術(shù)。巖石隧道技術(shù)就是巖石隧道隧道技術(shù)。它是一個多步驟交替完成的隧道掘進過程，可分為破巖、加載和支護三個主要技術(shù)過程。在當今的煤礦開采中，巖石掘進技術(shù)一般占全部工程量的45%左右，而在生產(chǎn)礦井中，一般占工程量的25%左右?？梢?，巖石隧道技術(shù)的發(fā)展對煤礦開采具有至關(guān)重要的意義。為實現(xiàn)高效開挖，巖石隧道掘進技術(shù)必須保證各工序的高效運行，更好地協(xié)調(diào)和連接整個系統(tǒng)。巖路技術(shù)的應(yīng)用對巖路開挖的效率起著至關(guān)重要的作用。在實踐中，主要采用爆破和機械施工。

4 煤礦掘進安全管理原則

工業(yè)生產(chǎn)是在一定設(shè)備設(shè)施支撐、物料供應(yīng)可靠，人員素質(zhì)得當?shù)那疤嵯麻_展不階段連續(xù)作業(yè)，確保生產(chǎn)穩(wěn)定和安全可控的。而在煤礦建設(shè)工程方面，以過程監(jiān)督為導(dǎo)向的六西格瑪質(zhì)量控制方法能在多維原則下提高質(zhì)量監(jiān)管過程可控性。[3]在此展示相關(guān)法律法規(guī)遵循的三個方面的原則如下（主動原則、安全原則以及監(jiān)督原則）：第一是主動原則即為主動預(yù)控原則，即為煤礦建設(shè)過程中基于技術(shù)人員的本質(zhì)和檢查維保過程，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)主動發(fā)現(xiàn)問題形成自查自改機制，并延伸和預(yù)設(shè)，幫助人員避免因為質(zhì)量下降和過程監(jiān)管不力產(chǎn)生安全事故，形成主動防御的多重機制;第二是本質(zhì)安全原則。本質(zhì)安全是任何生產(chǎn)環(huán)境不可忽略的要點，其中煤礦生產(chǎn)過程中因為設(shè)備部完善和多重地質(zhì)危害預(yù)控不力導(dǎo)致了多維導(dǎo)向下的安全施工，在生產(chǎn)現(xiàn)場這是不允許的。所以基于安全原則的實現(xiàn)檢查和設(shè)備到限后的維護保養(yǎng)及更換是必不可少的。例如盾構(gòu)一體機的油溫、水溫和機械構(gòu)件壽命需嚴格管控。當特殊情況導(dǎo)致的備件更換不及時和其他多維危害都會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生;第三是監(jiān)督原則。監(jiān)督是基于現(xiàn)場數(shù)控設(shè)備和人員規(guī)范化施工監(jiān)督守則而執(zhí)行的技術(shù)層面。[4]

5 煤礦高效掘進技術(shù)的發(fā)展趨勢

5.1 掘錨一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

對于西方較發(fā)達的國家，挖掘錨固一體化的技術(shù)研究相對詳盡。由于使用開挖和錨固設(shè)備完成的工作質(zhì)量比更高，因此相比之下，礦路的安全系數(shù)也更高。此外，最重要的一點是應(yīng)用范圍比較廣泛。挖掘錨固一體化技術(shù)的主要功能是在礦井行駛時為礦井提供支撐。這項技術(shù)在一些屋頂條件較差的道路上更實用，可以同時調(diào)整開挖和巷道的進度，平衡安全。根據(jù)目前煤礦的反饋數(shù)據(jù)，隧道錨固一體化技術(shù)可將隧道效率提高50%以上，有效改善施工環(huán)境和煤礦井下隧道設(shè)備的性能指標，可以保證施工的安全和效率?？梢?，開挖錨固一體化技術(shù)對我國煤炭資源的開采效率和煤礦安全具有顯著的影響。因此，為了使煤炭資源的開采更加流動，必須更加大力發(fā)展技術(shù)，使煤礦更加高效。[5]

5.2 大斷面掘進技術(shù)的發(fā)展趨勢

大斷面隧道技術(shù)通常涉及使用剪切機作為公路隧道施工的關(guān)鍵方法。它可以將挖掘和采集工作結(jié)合起來，具有挖掘效率高的特點，可以提高采煤效率。根據(jù)道路的不同需要和具體的施工條件，對機械部件進行更換和改進，以滿足隧道和礦山的各種需要，促進機械化水平的提高。

5.3 煤巖混合巷掘進技術(shù)的發(fā)展趨勢

為保證煤礦隧道施工的安全和效率，需要提高高懸臂TBM的智能化和自動化水平。隨著煤礦的深入發(fā)展和數(shù)量的增加，煤礦面臨的環(huán)境因素和地貌走向也越來越復(fù)雜。為適應(yīng)施工環(huán)境的多變性，可以提高高懸臂公路的功能水平，保持施工的順利進行，保持機械連續(xù)運行，促進隧道施工效率的提高。根據(jù)不同的施工需要，可以細化剪板機的功能，使其能夠在各種環(huán)境中工作。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著社會的進步與時代的發(fā)展，以人為本的工作原則越來越向傳統(tǒng)行業(yè)延伸。以化石能源開采為主的煤炭行業(yè)必須改觀“臟、累、苦”的工作環(huán)境也行業(yè)標簽，通過技術(shù)性產(chǎn)業(yè)升級和機械化設(shè)備投入進行人力資源優(yōu)化，在管理和工作上實現(xiàn)雙贏，確保煤礦開采安全生產(chǎn)本質(zhì)，強化全員安全防范意識，在技術(shù)層面建立健全全產(chǎn)業(yè)鏈管理制度，促進企業(yè)深化改革。

參考文獻：

[1] 許超.試論煤礦掘進技術(shù)及安全管理[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2015（06）：59.

[2] 姚飛，夏保慶，張培齊.高瓦斯煤礦采掘工程中通風(fēng)技術(shù)及安全管理對策探析[J].煤礦現(xiàn)代化，2015（03）：35-36.

[3] 馬鵬飛.煤礦掘進過程中的安全管理工作探討[J].環(huán)球市場，2016（33）：262.

[4] 楊鵬，張明玉.煤礦掘進過程中的安全管理工作探討[J].工程技術(shù)（文摘版），2016（08）：232.

[5] 楊康.煤礦掘進過程中安全管理措施分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（10）：100-101.