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浅析煤矿“剃头”开采存在的隐患及治理途径

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  摘 要:剃头开采指在开采过程中,主要进、回风巷道仍在继续向下延伸时,运输、通风、排水等系统均未完善的情况下,就组织回采或掘进的错误采掘模式,给安全生产埋下了诸多隐患,易发生事故。因剃头下山开采较常见,文章主要介绍剃头下山开采模式,在采区的主要进、回风巷尚未贯通,通风、供电、排水等各大系统均没有形成,就开始进行生产,属于一种边开拓、边采掘的开采模式,此种模式下存在诸多安全隐患。
  关键词:“剃头”开采;安全隐患;瓦斯;治理
  1 概念
  剃头开采指在开采过程中,主要通风系统、运输系统及排水系统仍在继续向下延伸时,就组织开采的一种错误开采模式。剃头开采有两种模式,一种是剃头下山开采的矿井,一种是上山开采的矿井。其中上山开采的矿井在回采过程中,下一采区未布置采区集中巷前,从上山采区向采区集中巷的下山方向延伸越界开采下一采区的工作面。这两种开采模式,都是在在采区的主要进、回风巷尚未贯通,通风、供电、排水等各大系统均没有形成,就开始进行生产,均属于边开拓、边采掘的开采模式,此种模式下存在诸多隐患。
  2 剃头开采模式成因
  剃头下山开采模式是在一定历史条件下形成,并受许多客观因素的影响,归结起来,主要有以下几个方面。
  2.1 市场经济原因
  二十世纪九十年代煤炭市场疲软,煤炭企业生产经营到了前所未有的困难时期,市场需求量少,价格低,很多煤炭企业亏损,甚至关闭,造成大多煤炭企业没有大量资金,对对矿井开拓系统进行延伸,对通风、防治水工程进行有效投入。到2000年以后,煤炭市场迅速回暖,而且步法较快,给煤炭企业带来了希望,但此时相当一部分煤炭企业虽然加大了对开拓工程的资金投入,也只是杯水车薪,无法有效解决该问题;此外,由于受各种因素的影响,不能实现矿井正常采掘接替,部分煤炭企业为了保证出煤量,为了确保经济效益,维持经济效益的稳定甚至提高,不得不在通风、排水等系统尚未完善的情况下,就冒险组织采掘活动。
  2.2 开采方式影响
  由于采掘设备以及采煤方法的发展迅猛,尤其是采煤法的发展迅速,全国范围内的大型国有煤炭企业在采煤工作面全面推广一次采全高放顶煤开采采煤法,开采强度增大,产量提升速度更快。虽然实现了经济效益,但造成开拓工程、采掘工程欠账的局面,无法得到有效的缓解。
  2.3 地质原因
  2.3.1 瓦斯。部分矿井属于高瓦斯矿井或者煤与瓦斯突出矿井,瓦斯含量高,防突工作繁重,给开拓掘进工作带来了很大的困难,开拓掘进速度慢,而且大量增加了用于瓦斯防治的开拓掘进工程。
  2.3.2 水害。随着开采深度的增加,地下水害威胁越发明显,主要是奥灰承压水,增大了开拓掘进工程施工、设计难度,增加了用于排水以及防治水的开拓掘进工程,也加大了投入。
  2.3.3 矿压。随着开拓、采掘工程向地层深部延伸,生产战线拉长,矿压显现随深度而加剧,造成巷道失修率高,前掘后修现象越来越多,巷道维护工程量大,大量挤占了开拓掘进工程施工时间,也增大了投入。
  2.3.4 构造。部分矿井采区由于受地质条件变化影响,如构造多,如断层、褶曲、陷落柱或者薄煤带等,也有个别受相邻矿井越界开采等原因,需要躲避构造等,开拓掘进工程量也会加大,同时开采储量降低,造成开拓掘进工程欠账更多。
  3 存在隐患
  剃头下山开采存在大量事故隐患,剃头下山开采模式,虽然在在一定程度上暂时缓解了出煤量的不稳定问题,但是其中却存在着大量安全隐患。
  3.1 系统不完善
  造成剃头下山开采多数原因,大多因为采掘接替紧张而造成,如首采面投产时开拓系统尚未完工。有的是因为设计不能一次到位,采掘巷道不断变化,使生产环节和各大系统趋于复杂化,造成系统抗灾能力差,在排水、通风等系统方面埋下诸多安全隐患。
  3.2 采掘头面多
  回采工作面回采、准备巷道掘进、开拓巷道掘进等工作都需要同时进行,在同一个区域内多头多面,人员较多集中在一个抗灾能力差的区域内施工,安全系数降低,长此以往势必引发事故。
  3.3 通风不可靠
  由于同一施工区域,多头多面,回采准备与下山的开拓延伸,在下山与下山、下山与大巷之间,开拓巷道下山下部与承担通风、运输等任务的下山上部之间,在新工作面的顺槽掘进工作面与下山之间等地点都要设置通风设施,同一区域内通风设施过多,系统复杂化,其安全可靠性就大幅度降低;另因施工队伍多人员集中,回采开拓掘进同步作业,在此施工区域内行人、运输,风门开关频繁,通风设施易损坏甚至失效,易引起风流短路,进而造成回采工作面甚至整个施工区域内微风、无风等现象,极易引起瓦斯超限导致事故发生。
  3.4 抗火灾能力差
  剃头下山开采中主要进风巷道必须采用下行通风。下行通风在火灾发生时,抗灾能力差。火灾易引起风流逆转,火灾形成的火风压与通风机作用相反,尤其在下山剃头开采的条件下,通风压力小,火风压就及其容易起主导作用,造成风流逆转。此时灾变风流就会侵入临近的工作区域,若逆流到进风巷道,就会随风流迅速侵入到人员集中的施工场所,造成大范围人员伤亡,酿成大事故。
  3.5 人员逃生难
  灾变逃生时,下山采区中人员逃生必须走上山巷道,相比走下山巷道消耗更多体力,更多时间,遇到突发事故,逃生难度相当大。
  4 解决途径
  4.1 安全第一,生产第二
  企业管技人员要转变观念、转变思想,牢固树立“安全第一、生产第二”的思想,始终把安全放在首位,安全实行一票否决制,必须清醒的认识到安全生产才是提高经济效益的前提。所以强化煤炭企业领导、员工的安全意识,加强安全管理,对于煤矿安全生产是非常重要的。
  4.2 超前规划,超前设计
  在矿井设计规划时,采掘工程设计要超前、要完善,中长期采掘计划要超前、要完善,合理调整采掘衔接,实现正常接替,防止因采掘衔接失调开采不合理,而形成剃头开采现象。同时加大投入,集中力量解决井巷开拓问题,完善开掘系统,再进行采煤工作面的生产。
  4.3 瓦斯抽排,防突先行
  在高瓦斯或者煤与瓦斯突出矿井,必须超前进行瓦斯抽排、超前进行消突工作,同时加大瓦斯抽拍力度,完善抽放系统;不能让瓦斯防治成为桎梏煤矿正常生产的瓶颈。
  4.4 科学治水,完善系统
  引进先进设备,利用先进的勘测手段,加强防治水工作,如:利用三维地震、瞬变电磁、开凿水文观测孔等,实现对水患的时时监测监控。另外,在要配备配套排水设备,加强管理,优化完善排水系统,制定完善的防治水措施。
  4.5 科学支护,减少巷修
  随着支护技术的发展,适当引进新技术、新工艺提高支护水平,增强支护强度,最大限度减少甚至避免巷修工作,而大量占用掘进施工时间。同时,引进先进设备、先进工艺,努力提高掘进速度。
  5 结束语
  综上所述,剃头开采为采掘生产埋下诸多隐患,也由于剃头开采引发过诸多安全事故,为人们敲响了警钟,所以在采掘过程中必须杜绝此种现象发生,以确保安全生产。
  作者简介:苏本胜(1979-),男,黑龙江鸡西人,采煤工程师,2004年毕业于河北工程大学采矿工程专业,2011级河南理工大学矿业工程专业在读工程硕士,现任贵州国源矿业集团有限公司金沙县岚头镇红兴煤矿采掘副总工程师,主管矿井采掘规划以及采掘全面技术。
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