煤礦工程采礦關鍵技術與安全監督管理要點研究

杜懿宇

(山西忻州神達集團南岔煤業有限責任公司，山西 忻州 036700)

引 言

隨著市場對煤炭的需求量的加大，促進了煤礦開采技術的不斷改善。如今,各家煤礦公司和企業都希望能夠借助先進的科學技術裝置,實現對資源的優化和合理配制,促進我國大型煤礦開采行業的健康可持續性發展。然而,煤礦企業除了必須高度重視技術問題外,還要更加關注其施工中的安全與管理。近幾年,煤礦安全事故頻頻地發生,所以煤礦企業要更好地做到對自身進行監督和管理,這樣才能保證施工中的安全,做到效益最大化。

1 煤礦工程采礦關鍵技術

1.1 硬頂板和硬頂煤開采技術

硬頂板工藝指的就是一種利用巖層中的定向水壓裂式傾斜頂板等原材料來進行煤炭開采的一種工藝和技術手段,能夠有效、迅速地防止在煤頂部發生的破碎、脫落,以便進行煤炭開采。硬頂板煤資源的綜合利用工藝因為它具備了相當高的靈活度和資源綜合利用的安全性,可以有效地滿足大型煤炭資源綜合利用工作的需求,并且能夠大大地提高頂煤資源的利用能力。針對硬頂煤開采工藝而言,是一種更加趨于綜合化的開采方法,其中包含了高壓灌注式低溫壓裂技術及頂煤深孔式爆破技術。但是,由于硬頂煤資源的開采技術仍然存在某種程度上的弊端,因此硬頂煤資源的開采技術冒放性相對較低。并且硬頂煤開采后所生產的塊度也是相對較高,所以我們在設計和實施硬頂煤開采工藝時同時,相比硬頂板的工藝技術而言,硬頂煤的開采工藝技術更獨特和先進,其所具有的優點就更為明顯。

1.2 緩傾斜薄煤層開采技術

緩傾斜薄煤層開采作為一種全新的工程技術手段,是一種利用刨煤機掘進工藝,具有良好的工作效率和安全性優勢。因此企業要想充分保證慢傾斜薄煤層施工及其開采過程中工藝技術在企業中的應用和效率,就需要切實地確保企業的煤層施工安全,保障企業煤層施工工藝在項目中的施工安全與順利進行。此外,還要致力于研制出能夠適應緩傾斜薄煤層挖掘機的綜合液壓式挖掘支架及其它與刨煤生產過程中的相關工藝,有效展示刨煤機在工業生產過程中的實際應用價值。

1.3 深層煤井開采技術

深層次煤層的研究與開發一直以來都被認為是當前我國煤礦研究工作的一個重心,對于它們的科學與技術水平要求也比較高。深層煤井的開采工藝技術已被廣泛應用于開展工程整個生產過程中,其重要的工藝技術內容之一是有效地控制煤炭的礦壓,防治高度沖擊式低壓、瓦斯和發生熱害。由于我國深層煤礦巖石的開采技術條件受到很多種因素的影響,所以它們的熱害性比較高,而且它們的緩沖低壓也比較少,煤層巖石的耐熱和抗壓性能也比較差。此外,為了切實維護和提高深層次煤礦資源開采工作的安全性,在實踐中研究和探索開展各項工作的基礎上,一定要在認真研究各種煤礦巷道開采工藝技術之前,對各個煤礦巷道的井深和巖石情況等因素進行系統的詳細分析,制訂一套明確、精準的深層煤礦巷道開挖工藝方案,通過先進科學的煤井巷道開挖工藝手段和合理的施工技術設備提供支撐,高效率地開展各種深層次煤礦工作[1]。

1.4 填充開采技術

填充式開采技術通常都是針對煤礦采空區域的其它材料進行填充,以期能夠有效減輕煤礦建設時所需要承受的作業面積和壓力。在目前我國大型煤礦填充地壓管理技術發展中,一般都選擇了利用廢石和土壤等原材料作為其填充的物質,借助于合理的煤礦填充地壓管理方法,確保能夠在所規定的控制區域之內針對煤炭發生崩落時的實際狀態及地表沉降時的實際狀態進行研究。嚴謹抓好填充物料準備工作、掌握對于填充和開采工藝技術應用的方法和措施,創設一個安全、可靠的物料填充和開采工藝的條件和環境,保障對填充和開采工藝技術的有效執行。

2 開拓巷道工程施工中的不安全技術因素及解決措施

2.1 下部車場軌道間的安全間隙

在設計下部的雙軌間礦區車場時,兩側雙軌間安全間隙往往都是1.3 m ,在下部單行礦區實際地進行建筑物交通施工和作業的整個過程中，大多數單行礦井的安全間隙都只能達到1.3 m ,一旦單行礦井雙軌車場的運輸和作業任務相對繁重,還有就是有的車輛發生變形時,車場兩側的單行雙軌之間便可能發生碰撞事故,進而威脅人員的安全。因此,在對于礦區進行設計下部車場的建造和施工中,將安全間隙以1.4 m 左右來設置適當,這樣才能有效保證其施工的正常開展。

2.2 巷道中線與腰線

在井下巷道的施工中,中線和腰線具有重要的作用和意義,能夠有效控制井下施工的進度,保證井下施工的正常順利開展。其中,中線主要指的是專門用來引導小型巷道的挖掘與開拓所需的挖掘方向,其中位置主要是指在小型巷道的一個頂板或上方,數目可以為3個～4個,采用正中或者偏中線這種方式對其信號值分別進行顯示,其信號值的設計合理主要通過激光和電子波段等多種檢測手段;腰線主要的作用就是為了能夠促使我們在各種路徑的挖掘時能夠有效地控制路徑的標高和傾斜度,其對于檢測結果的準確性和持續時間的考慮是否合理,主要通過水平尺等工具從路徑到挖掘迎頭的位置對腰線所在地點進行探測,這個腰線應該是每隔30 cm～50 cm 選擇一個裝置來設計[2]。

3 掘進工作面施工中不安全技術因素及解決措施

3.1 掘進工作面施工中運巷道拔口位置的選擇

在對于掘進工作面的施工中,對于運巷道拔口位置進行選取主要原因就是由于正反方向對于拔口位置,應當把掘進作業石門一層采煤兩邊的開關位置互相錯開。如圖1所示，外開口巷道的牛鼻子和內開口巷道的之間對于空間距離最小值的寬度要求應該是控制在 8 m 以上,但是若一側的石門正好可以穿越并通過煤層，就很有可能會把一側的石門作為兩個外開口巷道的順拔口,而把另一側的石門作為兩個外開口巷道的逆拔口,保障兩個外開口巷道之間相互錯開空間的距離。

圖1 掘進工作面施工中運巷道拔口位置

3.2 掘進工作面施工中改造眼的問題

目前,大多數的礦區在對于設計和改造眼時往往會忽略了對于設計和改造眼傾斜程度的考慮,其應該是把傾斜程度控制在30°以上,而且也不能只把一個經濟因素當做標準。這就直接引發了在回采期間因為煤炭回采后車眼坡度相對較大,煤炭在進入自溜過程中速度相對較慢,再加上擋煤板高度不夠,從而使煤塊被壓力沖破溜煤的路徑,有可能損壞或傷及工人,引發嚴重的安全事故。與此同時,由于大量的煤塊在其運動和礦井自溜過程中相對緩慢,因而其運動和自溜的過程中有可能會產生許多煤粉,影響了礦井的正常工作環境[3]。因此,為了有效地維護和保障礦區施工及其生產的安全性,礦區在進行施工設計和改造眼的整個過程中,其坡度一般都是不能低于25°。

4 煤礦工程采礦安全監督管理要點

4.1 權衡好安全和經濟效益之間的關系

煤礦安全既是維持和保證煤礦企業經濟健康平穩可持續發展的重要依據,又是提高煤礦企業經濟效益的一種重要手段,二者互補促進。只有在完善了安全監督制度的基礎上,才真正地能夠促進煤炭企業的經濟健康、快速地增長[4-5]。切實做好安全與經濟之間的關系,嚴格把控煤礦施工中的每一個環節,避免因為煤礦生產發生安全事故而給公司帶來損失。

4.2 建立健全煤礦工程采礦安全管理機制

如圖2所示，為了確保煤礦安全生產管理工作的效率,就要在管理機制的層面,通過完善的管理制度等手段,使得煤礦工程的各項安全生產工作都能夠標準化地進行。嚴格地杜絕重視快、輕品質的問題發生,并針對這些類型的問題進行嚴格監管。此外,應該進一步加強對基層班組消防安全知識的培訓,從思想和實踐兩個方面,確保安全生產知識培訓能夠取得良好成績。把安全管理理念一直貫穿于煤礦建設和施工操作中每個環節,切實提高全員的安全和生產意識。

4.3 提升煤礦施工技術安全水平

由于煤礦企業遇到的地質條件與環境均較為復雜,而且許多地理位置與地形因素對煤礦技術的安全性要求極高。企業想要切實保障煤礦的安全生產,就必須嚴格把控好煤礦施工管理技術中的薄弱環節,避免其在安全生產管理技術中出現漏洞。此外一定要嚴格、有針對性的培養和引進專門的技術人才及技術裝置,秉承"科技是第一生產力"的基本原則,切實有效地提高煤礦企業整體的安全能力和技術素質。

4.4 落實安全管理責任發生制度

縱觀一下煤礦安全事故,造成煤礦安全事故的主要原因之一就是在煤礦安全管理責任工作中未能得到細致的落實,在煤礦作業前也沒有把煤礦各種安全環節都進行嚴格的檢查,甚至很多人認為煤礦安全的管理工作只是一項表面性的工作[5]。為了避免玩忽職守,就必須加強對安全檢查工作的執行力度,確保所有的安全檢查事宜都能夠落實到位。為員工提供安全生產學習的平臺,通過自我學習與激勵相結合的形式,保證每位煤礦員工都能夠按照安全生產標準進行施工。

圖2 安全管理責任體系

5 結語

綜上所述,在目前我國大型煤礦企業的資源開采及施工作業中,只有確保煤礦工程采礦的安全,才能為企業自身創造出更大的經濟效益。在推進我國大型煤礦項目的開采和施工等作業中,一定要站在我國煤礦企業未來發展的高度視野上,使用先進、合理的資源開采工藝,構建起對煤礦項目開采和施工作業的安全和監督管理機制,確保煤礦企業開采的穩定與安全,為推動我國煤礦企業健康快速發展打下扎實的基礎。