三元矿井顺槽掘进安全管控分析

薛明明

（霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山县店坪煤矿，山西 吕梁 033100）

1 4302工作面顺槽概况

晋能三元煤矿4302 工作面顺槽设计长度1 348 m，从皮带巷西翼900 m 位置开口，以270°方位角掘进，先沿5°坡度下山掘进，逐渐破顶，掘进到四采区回风巷上方时保证与四采区回风巷之间留有≥500 mm 厚的煤；掘进至46 m 后与4302 回风顺槽回风道贯通，以6°坡度下山掘进，掘进到四采区胶轮车巷上方时保证与四采区胶轮车之间留有≥500 mm 厚的煤；掘进至98 m 与4302 回风顺槽联络巷贯通后，以5°坡度下山找见煤层底板，最后沿3 号煤层底板掘进到指定位置，掘进方式为综掘[1-5]，工作面配备1 台EBZ-260 型掘进机，如图1 所示。

图1 EBZ-260 型掘进机

2 影响工作面正常掘进的水文地质因素

1）地表水：工作面西侧为浊漳河，对掘进无威胁。

2）顶板水：根据相邻巷道实际掘进揭露情况以及区域地质、水文情况看，顶板水主要来源K8 砂岩含水层裂隙水，K8 含水层距3 号煤层顶板约31 m，在掘进过程中导水裂隙带可能导通上覆K8 弱含水层，出现顶板淋水。

3）底板水：4302 回风顺槽巷道底板标高在500～563 m，根据三元矿《3 号煤层带压开采安全性评价报告》水位在636～638 m，该工作面进入带压区域。根据附近地质钻孔资料，底板最大突水系数0.018 MPa/m，该段小于受构造破坏突水系数0.06 MPa/m。预计该段掘进期间底板突水可能性较小，K7 砂岩裂隙含水层位于3 号煤层底板，根据钻孔资料揭露富水极弱。根据周边实际掘进情况，该区域底板有渗水现象[6-8]。

4）陷落柱水：根据三元矿揭露的陷落柱和周边矿井陷落柱揭露情况分析，预测该陷落柱虽然不导水，但不排除导水的可能性。

3 掘进工作面安全管控支护材料

正常掘进时备用支护材料存放在巷道专门的堆料点，不影响通风设施及牌板观测处。备用物料安全管理的方法按下列执行。

1）所有顶锚杆、帮锚杆、锚索、钢筋托梁及金属网备用地点分别码放整齐，分别按类悬挂标示牌，不准混淆。入井前必须进行检验合格方可入井。

2）其他物料必须按照公司相关质量标准化规定的要求分类码放，并悬挂标示牌。

3）每班清点各种物料，写清型号、位置、数量，填写验收单，及时报值班人员。

4）未安装胶带输送机前材料码放要整齐，物料堆放不得影响车辆畅通运行；分类管理，高度应≤1.2 m，避免倒塌。

5）安装胶带输送机后材料全部码放在胶带输送机机尾特制材料架上；分类管理，高度不超过0.5 m，以免发生倒塌现象。

6）备用支护材料保证生产班正常掘进，并有一定剩余量。

7）永久支护材料不得超过掘进工作面300 m。

8）工作面配备一套敲帮问顶工具，每套包含两件工具，长度≥3.0 m，敲帮问顶工具距工作面距离≤20 m，放置在机组转载架上，并安排专人进行维护。

4 掘进工艺流程

安全检查→掘进机割煤、出煤→退机→截割头落地→闭锁开关→加护罩→敲帮问顶→临时支护→钻顶部锚杆孔→安装树脂药卷、顶锚杆、紧固顶锚杆→钻顶部锚索孔→安装树脂药卷、锚索、涨拉锚索→联接上半部帮网→钻上半部锚杆孔→上钢筋托梁→安装树脂药卷、帮锚杆、紧固帮锚杆。掘进工作面布局如图2 所示。

图2 掘进工作面布局

4.1 安全检查

首先由当班负责人对掘进工作面20 m 范围支护质量、通风设施、监控设施进行检查并确认探水钻孔位置，发现隐患及时处理。

4.2 开机前准备

掘进机司机检查供电、供水是否正常，检查掘进机周围有无人员及杂物，若发现异常情况，及时向当班负责人汇报，待隐患处理完并确认安全后方能开机。

4.3 截割方式

掘进机按操作规程操作，掘进机从巷道底部左侧进刀进行水平截割，先扫底，然后缓慢的向顶部截割，割完顶部再刷帮成型。国内煤矿巷道掘进方式对比如表1 所示。

表1 煤矿巷道掘进方式对比

4.4 出煤、退机、停机

割煤完毕并将工作面浮煤清理干净后退机，掘进机后退至掘进工作面迎头5 m 外安全地点，将截割头落于底板中部，闭锁开关，加护罩。

4.5 敲帮问顶

班组长安排一名有经验的工人，站在永久支护巷道两侧，对已掘空顶空帮巷道进行敲帮问顶，班组长在另一侧观察、监护，敲帮问顶人员确认退路畅通后，开始对已掘空帮空顶巷道进行敲帮问顶，找净顶帮活煤活矸，经班组长确认顶板及两帮稳定无隐患后进入下一循环。

5 掘进机操作安全措施

1）巷道掘进过程中发现有异常淋（出）水情况时，立即停止掘进，查明异常区的富水情况，排除隐患后方可继续施工。

2）掘进作业时，司机需严格按照《掘进机司机操作规程》持证上岗，司机要具备使用、检查、维护、保养及排查故障的能力，每台掘进机作业时需配置正、副司机，配置辅助司机的目的是随时查看巷道成形的状况。

3）设备开机前，需检查操作按钮及手柄是否在“0”位，同时检查设备周边≤5 m 的范围是否有人，在确认无误后，发出开机警报，并有超过5 s 的延时后，确保截割部电机在空载下启动。

4）针对掘进机的检修，必须保证设备停留在永久支护下后拆卸切割头，同时关闭开关并用护罩围挡截割头，方可检修；检修电控箱时，必须关闭上一级开关，方可检修；检修电机时，必须关闭掘进机总开关，方可检修。

5）掘进时在遇到大煤块卡溜时，需停止作业，并在辅助人员将其破碎后方可继续作业，严禁强拉蛮干。

6）在正常班组作业时，当班司机不得擅自离开，离开时需闭锁掘进机并及时告知工作面作业人员。

7）正、副司机在掘进机进退机时要密切配合，随时关注两帮及顶板已施工的永久支护，严防掘进机挂坏，对遇到挂坏的支护要当班处理。

8）钻机操作人员，应相互协调好，确认所有钻机已完成锚固作业并放置妥当，向掘进机主司机汇报已完成锚杆、锚索打设工作。

9）针对易损部件要做到定期进行维护检修，及时检查机组油位并进行润滑，油量不足时要及时加油。

10）掘进施工过程中，必须安排职工在机尾监护桥式转载机皮带和胶带输送机尾的运转情况，并看护随机水管及电缆，防止水管及电缆被挤压。

11）掘进机割煤作业时要开启喷雾装置并确保喷雾效果，做到为割煤降尘。

12）掘进机开启过程中司机要严密关注设备运转，发现异常立即停机检查，严禁机组带病运转，做好日常检修和维护工作。

6 掘进机行走安全技术措施

1）加强现场管理，班组长在现场统一指挥。掘进机前进后退时，撤出工作区域内人员，掘进机前方及两侧不得有人逗留，掘进机司机听清号令，做到操作无误。

2）走、拐掘进机前，应先检查清理好行走路线，以免出现其他问题。

3）掘进机正、副司机相互配合，发现异常情况，副司机及时提醒，以免挤伤帮壁电缆、管线或伤及人员。走、拐机时，要有两人前后相距5 m 以外照应，其他人员不得在此范围内停留或作业。机组行进过程中，必须安排专人向前或向后传电缆，并做好电缆防护工作，防止挤破或扯断电缆。

7 结语

矿井掘进环境恶劣，对掘进机的检修与保养包机到人，实行计划检修与强制检修相结合的办法。每天对掘进机的要害部位指定专人检查，易松动部位要及时检查紧固。掘进机开机前，认真检查各部位完好情况，发现问题立即处理。按照润滑注油六定（定人、定机、定时、定量、定质、定位）进行处理。