煤矿生产掘进中存在的问题和对策_刁怀斌.pdf

202313技术应用与研究123Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究123Modern Chemical Research当代化工研究煤矿生产掘进中存在的问题和对策刁怀斌（山西焦煤山煤国际霍尔辛赫煤业有限公司 山西 046600）摘要：随着我国经济建设发展进程中，煤炭行业发挥着至关重要的作用，同时煤矿生产过程中，生产掘进中存在的问题也受到广泛关注和重视，其直接影响着煤矿生产掘进进程，以及生产掘进效率，也关系着煤矿生产的安全性和稳定性。本文就现阶段煤矿生产掘进中存在的问题进行分析，并对生产掘进问题的相应解决对策进行探讨。关键词：煤炭行业；煤矿生产掘进；巷道支护技术中图分类号：TD 文献标识码：ADOI：10.20087/ki.1672-8114.2023.13.041Problems and Countermeasures in Coal Mine Production and ExcavationDiao Huaibin(Shanxi Jiaomei Shanmei International Huoerxinhe Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi,046600)Abstract：With the development of Chinas economic construction,the coal industry plays a vital role.At the same time,in the process of coal mine production,the problems existing in production tunneling have also been widely concerned and valued,which directly affect the process of coal mine production tunneling,as well as the efficiency of production tunneling,and also affect the safety and stability of coal mine production.This article analyzes the problems existing in the current coal mine production and excavation,and explores the corresponding solutions to the production and excavation problems.Key words：coal industry；coal mine production and excavation；tunnel support technology随着人们物质生活水平的不断提高，能源需要量持续增长，尤其是煤炭资源需求，对各大煤炭企业而言，需要加大煤炭开采力度，从以往的地表开采，逐步向更深层的地下开采转移，这也对煤矿生产掘进提出了更高的要求，因此需要对现阶段煤矿生产掘进中存在的问题加大研究力度，对相应的解决措施进行系统化制定，为采矿生产掘进效率的全面提升提供参考。1.煤矿生产掘进中存在问题分析(1)安全在煤矿企业可持续发展过程中，安全生产掘进至关重要，这也是国家对煤矿企业安全生产的硬性要求，使煤矿安全事故发生率最大程度降低，对采矿作业人员的生命财产安全予以切实保障。现阶段煤矿生产掘进中普遍存在的安全问题体现在以下几方面：首先，在生产掘进过程中，普遍存在着局部通风设备选择不合理或风筒悬挂质量不高、工作面风量不足、风筒直径过小、通风阻力过大等问题，导致安全生产掘进要求难以有效满足1。其次，由于对掘进通风的重要性缺乏足够认识，局部通风意识薄弱，在主要风机停运的情况下，部分矿井仍通过局部通风机运转产生循环风，且无计划停风，同时缺乏严格的管理制度，甚至存在一台风机轮流供风，或长时间掘进头无风作业的情况。另外，一些矿井存在监管力度不足，管理水平较低，局部通风机缺乏专人管理，或部分矿井在通风设备上缺乏资金投入，甚至为了省电而停运局部通风设备，局部通风机缺乏风电、瓦斯电闭锁装置，难以保证控制装置运行的可靠性和稳定性。最后，因对井下巷道布置情况或老空区情况缺乏了解、巷道无贯通措施、贯通后通风系统变化未了解等，难以根据瓦斯涌出情况、气流方向、配风情况等，对通风系统进行合理调整以及掘进巷道贯通缺乏必要通风措施等，都会导致生产掘进的安全性无法保证。在煤矿生产采掘过程中，随着深度的不断加大，不仅井下环境日益复杂，相应的煤矿采掘作业空间也更加有限，在狭小的作业空间中，需要完成采煤掘进、作业人员流动以及煤炭输送，同时深井巷道承受压力更大，不仅加大了采矿掘进难度，也使矿井漏水、坍塌发生几率大幅度提升，难以保证采矿生产掘进作业的安全性。(2)技术在煤矿开采过程中，采掘技术的合理应用能够切实保障日常开采作业活动的正常运行，但现阶段仍存在着技术应用和管理问题，其中包括了采掘技术工艺落后、传统、粗糙，难以有效提升煤矿采煤效率，对企业经济效益提升造成不利影响。另外落后的采掘技术也使采矿生产掘进中安全隐患加大，使采掘过程中的资源、能源浪费以及环境污染等问题加剧，难以保202313技术应用与研究124Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究124Modern Chemical Research当代化工研究障煤炭行业的可持续稳定发展。(3)能耗现阶段在煤矿生产掘进过程中因存在诸多影响因素，导致能源消耗较大，其中涉及以下几方面：采掘所使用的机电设备较多，在进行机电控制过程中，一旦出现设备故障停运，会导致其他部分机电设备空转的情况；采掘过程中因环境较为复杂，环境尘土量过高，导致各种设备在运行过程中会受到不利影响，同时通过除尘设备的安装，能够对尘土量过高的问题有一定程度缓解，但仍存在设备配合不合理的情况，使除尘效率不理想；在采掘过程中，所采用的原煤质量不高，极容易产生粉尘，为了提高降尘效果，会加大能耗；采掘过程中，通过加强自动化设备及技术的应用，使采掘效率有效提升，但现阶段自动化程度仍较低，难以有效控制煤炭质量品质，导致产生的能耗较高。(4)采掘设备在煤矿生产掘进过程中，采掘设备质量直接影响着采掘作业进度，虽然近年来煤矿企业对采矿掘进设备质量加强重视，但现阶段仍存在设备落后的情况，在采矿掘进过程中部分作业人员仍使用着传统的凿岩设备，导致运行成本及能耗较高，生产工作效率不高以及噪声较大等问题，不利于煤矿开采生产的可持续发展2。(5)巷道支护巷道支护技术的合理应用，能够在煤矿生产掘进过程中发挥重要作用，不仅有效提升深井巷道围岩的承受力，保障采矿掘进作业的安全性和可靠性，使采矿掘进作业得以顺利进行。现阶段巷道支护中存在的问题主要体现在：锚杆和锚索等设备配件安装不当、安装借位、支护时间较长等，无法发挥锚杆和锚索的支护作用和效果，不仅导致跑钻现象出现，也对采矿掘进作业的顺利开展造成阻碍。2.煤矿生产掘进问题应对对策(1)强化煤矿生产掘进安全性为了有效解决煤矿生产掘进中存在的安全问题，可从以下几方面入手：在煤矿生产掘进中应加强安全管理资金投入力度，由于不同开采项目的复杂程度存在差异，应根据实际情况对采掘技术进行合理选择，对采掘方案进行科学制定，对煤矿生产掘进安全性予以保障，进而使煤矿企业经济效益不断提升。现阶段随着科学技术的不断进步和发展，通过加大资金投入力度，对先进采掘技术和设备积极引进和应用，使煤矿开采设备和技术更加多样化，有利于保障开采作业的安全性，同时使采掘工作效率有一定程度提升，并不断提高采掘技术工作人员的专业能力。其次企业还应对采矿掘进安全建设加以重视，对煤矿掘进安全管理体系进行建立和完善，需要对煤矿安全监察力度、作业人员、采矿掘进技术、煤矿开采环境等因素进行充分考虑。由于采矿掘进施工环境日益复杂，作业人员综合素质不高，也使生产掘进中存在较大的安全隐患，因此需要基于安全监察政策，结合采矿掘进实际环境，对煤矿掘进安全管理体系不断进行优化和调整，使安全管理体系更科学合理。需要对采矿掘进工作人员加强安全意识培训，并加大安全专业知识宣传力度，有效保障煤矿采掘作业的顺利开展。另外需要对煤矿生产掘进技术和设备不断优化，使采掘效率不断提高。企业应根据实际采掘环境，对采矿掘进技术进行合理选择，对国外先进采矿生产掘进设备进行引进，使运行过程中的成本及能耗最大程度降低3。(2)巷道支护技术和形式合理选择在煤矿生产掘进过程中，巷道维护效果对煤矿生产安全直接影响，同时支护工艺选择的合理性也很大程度决定着巷道维护的难度。现阶段在矿区巷道会因围岩变形而导致巷道维修难度加大，同时伴随开采深度的增大，巷道支护难度也不断提升。所以需要对巷道支护工艺进行合理选择，使巷道维护费用和难度有效降低的同时，使企业经济效益不断提升。因此在巷道掘进前，需要对围岩的力学性能和赋存特征加强分析，对围岩变形机理进行确定，对支护技术和工艺进行合理选择，使其能够满足巷道使用寿命及用途要求，并使巷道综合成本及安全效益切实提高。对巷道支护形式进行合理选择时，首先，需要对实际地质情况及地质条件加强分析，一旦地质条件不稳定，锚杆支护的锚固深度不够，会难以有效控制顶板变形，导致顶板冒落发生几率增加。因此需要通过锚索锚固深度的合理设置，使浅层围岩能够形成更稳定的加强承载体，并利用锚索锚固力，在控制范围内将岩壁锁紧，在顶板上形成稳固支点，使顶板承载跨距有效缩短，顶板作用下的弯矩降低。其次，在易碎裂的区域，利用锚带网对其加强防护，能够防止因掘进而对矿井造成扰动，导致岩石垮落，进而对巷道施工安全予以切实保障。因此在煤矿生产掘进中，通过联合支护方案的制定，使锚带网、锚杆、锚索的使用要求和特性有效结合，进而使顶板的直接顶、基本顶和围岩构建成组合梁，提高围岩承载力的同时，有利于掘进过程中所产生的应力传递向深处岩层，进而锚杆支护结构和浅层岩层因载荷冲击有效减少，巷道顶板稳定性切实提升。因此在巷道掘进过程中，需要根据实际情况，对支护形式进行合理应用，其中包括了202313技术应用与研究125Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究125Modern Chemical Research当代化工研究临时支护和永久支护，在实际作业过程中，通常采用串行式支护方式，即完成临时支护方式的布设后，对锚杆、锚索进行永久支护布设，会对支护效率和支护安全性造成不利影响。因此根据井下高速掘进作业要求，可采用两种支护方式合并实施的支护方案，即掘进机掘进作业与钻孔、锚带网布置、钻机移位等工序同时并行，减少临时支护工序，并提前实施部分永久支护工序，不仅能够使支护时间大幅度缩减，同时也能够使永久支护过程中劳动强度减轻，使支护可靠性有效提升4。(3)局部通风设备合理选择及管理制度健全掘进局部通风设备应合理选择和安置。首先，需要对矿井掘进工作面所需配风量、风压要求等进行充分考虑，在进行风筒选择时，应遵循以下原则：在选择直径适宜的风筒，为了尽可能减少风阻，降低电耗，在巷道断面条件允许的情况下，可选择直径较大的风筒；可根据局部通风机直径大小对风筒直径进行选择，通常使用相同直径；根据通风距离长度选择风筒时，通风距离越长，风筒直径越大，在保证最大通风长度的情况下，局部通风机供风量应符合工作面通风要求。对局部通风机进行选择时，应遵循以下原则：应根据掘进通风所需要的工作风量和工作风压进行选择，因局部通风机工作条件会时常出现变动，一旦变动范围过大，要求相关人员根据自身经验进行选择；其次，在风筒安装时，应严格按照相关要求，保证安装质量，对风筒插口、吊挂以及变径处进行准确处理，最大程度减少漏风量和通风阻力。另外，在进行风筒连接时，可适当增加单节风筒长度，使接口数有效减少，并及时修补破口裂缝，防止漏风现象出现，使有效风量率提高。最后，需要对风筒至掘进头的距离加强控制，