煤矿掘进技术及安全管理研究

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，山西省长治市046600作者简介：郭敏(1990.12-)，男，山西省长治市，汉族，本科，2014年6月毕业于太原理工大学采矿工程专业，工程师，研究方向：掘进。摘要：煤矿掘进技术在煤矿开采中占有重要的地位，该技术不仅决定着煤矿的生产效率，还影响着煤矿开采的安全性、可靠性。因此煤矿企业需要结合具体情况选择合适的掘进技术，并做好掘进过程中的安全管理工作。本文主要介绍了煤矿掘进技术的类型，深入探究煤矿掘进中的安全管理策略，从而有效的实现煤矿开采的安全性、高效性。关键词：煤矿，掘进技术，安全管理1.引言我国的煤炭资源在所有能源结构中占有主导地位，极大程度的推动着我国国民经济和社会经济的发展，能够满足所有行业的煤炭资源需求，使人民的生活质量日益增加，为国家实现社会主义现代化强国提供有利支撑。随着煤矿开采深度和难度不断增加，所面临的地质环境越来越复杂，这就要求煤矿企业需要不断的强化掘进过程中的相关技术及安全管理措施，从而有效的降低安全事故发生率。采用先进的煤矿掘进技术，保障煤矿开采过程中安全性，做好安全管理措施。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的安全性、可靠性及稳定性。2.煤矿掘进技术的重要性煤炭在开采的过程中，掘进技术极其重要，不仅可以有效的提高煤矿生产效率，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通道打开，在采掘的过程中需要反复的使用通道，因此，采掘通道的稳定性十分重要，是煤矿安全生产的基础保障。随着这科技的迅速发展，煤矿企业需要不断的提高和完善掘进技术，并做好煤矿掘进的支护技术，使矿井内部巷道得到有利支撑。同时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山，进一步确保煤矿生产的安全性，有效的降低煤矿风险系数。3.煤矿掘进技术类型3.1煤矿旷巷道掘进技术煤矿巷道掘进过程中会用到很多机械化设备，例如悬臂式掘进机、单体锚杆机、转载机及刮板输送机等，其中被广泛使用的就是悬臂式掘进机，此设备可以完成切割煤层，通过自身的转杯将切割下的煤层运输在指定的位置，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。悬臂式掘进机不知拥有一种切割煤层的方法，可根据不同的切割煤层方式分为两种类型，分别是横轴切割和纵轴切割：可以根据其重量分为轻型和重型，同时悬臂式掘进机也拥有多种不同功能的机型，煤矿企业可以结合具体情况选择不同类型的悬臂式掘进机)。该机械设备具有很多的优势，例如，灵活性较好、具有稳定的支护结构、减少超挖等，在实际使用的过程中可以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的减少在工作中机械设备的振动问题。因此，此技术适用于任意断面的巷道，并且投资成本较低、准备时间段等，为煤矿企业带来更大的经济效益。但是悬臂式掘进机仍然存在一些不足之处，在掘进过程中容易受到周围环境的影响，使掘进的速度不稳定，所以，基于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，不宜收到外部环境干扰的新型掘进机，并能够使用在不同环境的煤矿中，有效的提高煤矿的生产效率和质量。图1为煤矿巷道掘进机结构示意图。15631.截割部：2.铲板部：3.第一运输机：4.本体部：5.行走部：6.后支承部：7.液压系统：8.水系统：9.电气系统图1煤巷道掘进机结构3.2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，其开采环境越来越复杂，相关人员需要不断的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锚机组一体化，此技术虽然被应用的时间不是很长，但是在实际应用的过程中存在很多的优势，是在传统掘进技术的基础上进行改善和优化的，将支护技术和掘进技术有效结合，这种结合方式被广泛的应用在煤矿开采中，具有速度快、效率高、稳定性强且人工劳动力小等特点2，)，支护和掘进的时间被有效的降低。四臂锚杆钻机是掘锚机组一体化的核心设备，臂式锚杆支护技术很大程度的提高了掘进工作的效率，使其更加自动化、智能化。掘锚机组掘锚一体化掘进技术还存在很多的缺点，需要相关人员不断的优化和改善。3.3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，可以最大限度的提升煤矿生产效率和质量。连续采煤技术广泛的应用在大型煤矿中，该技术不仅可以充当独立的采煤机还可以进行大断面运输和落煤工作，能够对基岩进行开采)。连续采煤机具有很好的应用价值，主要适用于矩形断面短壁、双巷及多巷开采区域，对于煤矿地质条件较好或复杂结构矿井的边角煤进行开采时具有很好的效果。但是，此设备仍存在一些不足之处，需要研究者不断的提升兼容性、可靠性等。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2连续采煤机巷道掘进系统主要设备布置示意图3.4岩石巷道掘进技术煤矿在开采的过程中，选择的岩石巷道掘进技术一般情况下有两种类型，分别是全液压型和全岩重创，其中使用最多的就是全液压技术。此技术是多种工序共同完成的掘进技术，只要分为三大工序，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，此技术已经相对成熟，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，可以有效的结合支护技术和打孔爆破，从而提高了煤矿的开采效率，得到煤矿企业的认可和青睐。但是此技术涉及到的程序较为复杂，需要确保每个工序的协调性，使其高效率运行。4.煤矿掘进工作中的安全管理策略4.1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测工作极其重要。煤矿开采的过程中会影响地层的平衡结构，严重时可能会诱发地质灾害的发生。例如，煤矿在掘进时，煤层的完整性、平稳性遭到破坏，很容易诱发瓦斯气体的泄露，甚至发生瓦斯气体的爆炸)。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。除此之外，陷落柱也容易在采掘过程中出现，若没有得到及时有效的处理，煤矿掘进的工作面会发生坍塌，严重的影响掘进的速度和质量。所以，煤矿的地质勘探工作辅助人们更加了解地质构造及分布情况，能够及时的采取措施避免发生瓦斯爆炸或透水等事故。引入先进的物探技术进行深入的勘测，从而获得更为详细的地质条件信息，为后续的工作提供基础保障。4.2做好工作面顶板管理工作煤矿在掘进的过程中存在很多的不确定性，在采掘的过程中必须做好顶板管理工作，为煤矿的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，避免在煤炭开采的过程中发生冒顶事故，具体做法如下：1)严格把控空顶距离。在实际操作的过程中，支护工作和巷道掘进工作之间需要保持一定的距离，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，避免因为支护不到位造成冒顶事故：2)加强支护工作，由于在掘进的过程中会受到很多因素的影响，导致顶板发生变化，对于顶板能力较差的区域，根据实际情况采取相应的支护措施：3)控制掘进速度，对于一些地质构造较为复杂的区域降低掘进速度)，因为地质构造复杂说明其应力也较为复杂，若掘进速度较快，空留出的空间较大，容易造成应力不稳引发安全事故。4.3做好煤矿掘进机安