
巷道掘进是矿山井下开采的核心前置工序,作业空间狭小、围岩稳定性差、多工序交叉作业,长期面临顶板垮落、瓦斯爆炸、水害、爆破伤害、粉尘中毒等多重安全风险。巷道掘进安全技术以风险预控、工序规范、全程防护、智能管控为核心原则,覆盖作业准备、破岩掘进、支护防护、通风防尘、隐患处置全流程,严格遵循《煤矿安全规程》等行业规范,是杜绝掘进安全事故、保障井下作业人员生命安全和矿井安全生产的核心技术体系。本文结合现场实操与规范要求,全方位拆解巷道掘进安全核心技术要点。
Roadway tunneling is the core pre-process of underground mining in mines. It involves narrow working spaces, poor stability of surrounding rocks, and multiple processes operating simultaneously. It is constantly exposed to multiple safety risks such as roof collapse, gas explosion, water damage, blasting injuries, and dust poisoning. The safety technology for roadway tunneling is centered on risk pre-control, process standardization, full-process protection, and intelligent management and control. It covers the entire process from operation preparation, rock breaking and tunneling, support and protection, ventilation and dust prevention, to hidden danger disposal. Strictly adhering to industry standards such as the "Coal Mine Safety Regulations", it is the core technical system for preventing tunneling safety accidents, ensuring the life safety of underground workers, and ensuring safe production in mines. This article combines on-site practical operations with regulatory requirements to comprehensively analyze the key technical points of roadway tunneling safety.
一、掘进作业前期安全准备技术
前期准备是规避掘进安全风险的第一道防线,核心是完成风险排查、技术交底、设备校验和现场防护布置,杜绝带隐患开工。
1.1 地质与风险预判技术
作业前必须结合巷道地质勘察报告,精准掌握作业区域岩层结构、断层、陷落柱、含水带、瓦斯富集区、地应力分布等关键参数,重点预判顶板破碎、片帮、突水、瓦斯突出等风险。针对深部高地应力、高温高湿、软弱围岩等复杂工况,提前制定专项掘进方案,优化掘进速度和支护参数,避免围岩变形失控。同时根据巷道用途、断面尺寸、围岩等级,确定合理的掘进工艺、循环进尺和空顶距,严禁超空顶作业。
1.2 安全技术交底与人员管控
由技术负责人、掘进队长组织全体掘进工、支护工、爆破工及监护人员开展专项安全交底,明确本次作业的工序流程、风险点、防控措施、应急处置方法及岗位安全职责。交底内容需贴合现场实际,重点强调特殊地质段作业禁忌、设备操作规范、瓦斯和顶板管控要点,所有作业人员签字确认后方可上岗,确保全员熟知风险、掌握技能。严禁无证上岗、违章操作、冒险作业。
1.3 设备与设施安全校验
对掘进作业全套设备进行全方位检查校验:掘进机、钻机、刮板输送机等机械设备运行状态完好,防护装置齐全可靠;电气设备防爆性能达标,无失爆、漏电、线路老化问题;通风、瓦斯检测、防尘、消防、应急照明等安全设施齐全有效。同时检查支护材料规格、强度符合设计要求,严禁使用破损、变形、不合格的锚杆、锚索、网片、支架等材料。
1.4 现场前置防护布置
提前清理掘进工作面及巷道20米范围内的杂物、浮煤浮矸,保证作业空间畅通、通道无阻;完善巷道排水系统,防止积水浸泡围岩导致支护失效;高瓦斯、突出矿井必须提前布设瓦斯监测设备,完成局部通风机安装调试,确保通风系统稳定可靠。
二、核心掘进工序安全技术规范
巷道掘进主要分为机械掘进和爆破掘进两种工艺,两种工艺工序差异较大,安全管控重点各不相同,需严格执行对应专项安全技术要求。
2.1 机械掘进安全技术(综掘工艺)
机械掘进适用于煤巷、半煤岩巷及软岩巷道,具有效率高、扰动小、安全性强的特点,是智能化矿井主流掘进工艺,核心管控重点为设备操作、围岩动态防护和工序衔接安全。
1. 开机前确认:掘进机作业范围内无人员滞留、无障碍物,警示装置正常,瓦斯浓度低于1%方可启动设备,严格执行“先通风、再检测、后作业”原则。
2. 作业操作规范:掘进机切割遵循“由下至上、由外向内、分层切割”原则,严禁超切、空切、硬切坚硬岩块;作业过程中专人监护顶板、帮部围岩状态,实时观察设备运行参数,发现异响、震动、跑偏等异常立即停机处置。
3. 空顶管控:严格控制循环进尺和空顶距离,掘进成型后立即开展临时支护,杜绝空顶区长时间暴露;围岩破碎地段采用超前支护技术,可使用可折叠式超前支架,通过遥控操作完成支护作业,减少人员直面空顶危险区。
4. 停机防护:停机后切断设备电源、闭锁开关,清理截齿杂物,做好设备防护;人员进入迎头作业前,必须执行敲帮问顶制度,清除松动岩块、浮矸。
2.2 爆破掘进安全技术(炮掘工艺)
炮掘工艺适用于硬岩巷道、复杂地质巷道,风险集中在爆破作业环节,必须严格执行爆破安全规程,落实“一炮三检”“三人连锁放炮”制度。
1. 炮眼布置规范:根据巷道断面、岩性合理布置炮眼,区分掏槽眼、辅助眼、周边眼,严格控制炮眼间距、深度和装药量;采用光面爆破、预裂爆破技术,减少爆破对巷道围岩的扰动,避免顶板破碎、片帮,保证巷道成型规整。
2. 装药安全要求:装药前、放炮前、放炮后必须检测工作面20米范围内瓦斯浓度,瓦斯浓度低于1%方可作业;严禁违章装药、超量装药、混装不同型号炸药,装药后及时封堵炮眼,严禁裸露爆破。
3. 放炮防护管控:放炮前在巷道出入口设置警戒区域、悬挂警示标识,撤离所有无关人员;放炮母线长度、绝缘性能符合规范,连线、起爆由专职爆破工单人操作;严禁短线放炮、明火放炮、多人违规操作。
4. 爆后检查处置:放炮后必须通风15分钟以上,待炮烟散尽、瓦斯浓度达标后,由爆破工、班组长、瓦斯检查员共同进入现场检查,排查盲炮、残药、顶板垮落、片帮等隐患,确认安全后方可开展后续出矸、支护作业;发现盲炮必须按规范妥善处置,严禁擅自掏挖、拉扯雷管炸药。
三、巷道支护安全核心技术
支护是控制围岩稳定、防范顶板事故的核心工序,遵循“先临时、后永久,先支护、后掘进”的原则,根据围岩等级、巷道用途选用适配支护方式,确保支护及时、牢固、有效。
3.1 临时支护安全技术
掘进工作面成型后,永久支护施工前必须搭设临时支护,快速封闭空顶、空帮区域,杜绝无支护作业。围岩破碎、易片帮巷道,必须同步做好帮部临时支护;巷道高度大于2.5m的平巷、上山掘进工作面,破岩后需采用阻燃抗静电柔性网或锚网做好迎脸防护,防护网必须生根牢固。临时支护间距、强度、覆盖范围符合设计要求,严禁支护滞后、空顶作业。
3.2 永久支护安全技术
1. 锚网支护:锚杆、锚索安装角度、深度、预紧力必须达标,网片搭接严密、固定牢固,无松动、破损、鼓包现象;支护完成后逐一检测锚固力,不合格支护必须立即整改复打。
2. 钢架支护:工字钢、U型钢支架安装垂直、平直,间距均匀,背板充实、刹紧背牢,支架间拉杆、连接件齐全紧固;巷道围岩变形较大地段,加密支架布设,增强整体支护强度。
3. 复合支护:深部高地应力、软弱围岩巷道,采用“锚网+锚索+钢架+喷浆”复合支护体系,分层封闭围岩,有效抵御围岩收敛变形,保障巷道长期稳定。
3.3 支护动态巡检技术
坚持全程动态敲帮问顶,掘进、支护、出矸各工序前后均需排查松动围岩和支护隐患;定期监测巷道围岩变形、支护受力情况,发现支护变形、开裂、松动、失效等问题,立即停机处理,严禁带隐患继续掘进作业。
四、通风、防尘、有害气体防控安全技术
掘进工作面为独头巷道,通风条件差,易积聚瓦斯、一氧化碳等有害气体,粉尘污染严重,必须落实专项防控技术,保障作业环境安全达标。
4.1 局部通风安全技术
严格执行局部通风机管理规范,压入式局部通风机及启动装置安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于10m;全风压供风量大于局部通风机吸入风量,确保巷道风流稳定、无循环风。通风机由专人管理,实现双风机、双电源自动切换,杜绝无通风作业、微风作业、瓦斯超限作业。风筒吊挂平直、无破损、无漏风,出风口距迎头距离符合规范,保证掘进工作面风量充足、风速达标。
4.2 有害气体防控技术
在掘进工作面、巷道回风巷布设瓦斯、一氧化碳、温度等监测传感器,实现24小时实时在线监测;高瓦斯、突出矿井增设专项监测设备,构建无死角监测网络。作业中实时监测气体浓度,瓦斯浓度超限立即断电、撤人、通风处置,浓度达标后方可复工。严禁瓦斯超限作业、违规送电。
4.3 综合防尘安全技术
采用“湿式作业+喷雾降尘+净化风流+个体防护”综合防尘体系:掘进、切割、爆破、出矸全过程湿式作业,杜绝干式凿岩;掘进机内外喷雾、巷道喷雾装置正常投用,爆破后及时洒水降尘;定期冲洗巷道岩壁、浮尘,避免粉尘堆积;作业人员规范佩戴防尘口罩等防护用品,降低尘肺病风险。
五、典型灾害专项防控安全技术
巷道掘进过程中顶板、水害、冲击地压、火灾为高频高危灾害,需针对性落实专项防控技术,实现提前预警、精准防控。
5.1 顶板灾害防控
核心把控空顶距、支护及时性和围岩稳定性三大关键,严格控制循环进尺,杜绝超空顶作业;破碎围岩、断层地段提前采用超前注浆、超前支护加固围岩;落实动态敲帮问顶制度,及时清除松动岩块;布设围岩监测设备,实时掌握顶板沉降、围岩变形数据,异常时立即停工处置。
5.2 水害防控
坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”原则,掘进前采用探水设备排查前方含水构造、积水区;巷道布设完善的排水系统,保证排水能力充足;发现工作面淋水、涌水异常,立即停机撤人,查明水源并采取注浆堵水、疏干排水等治理措施,隐患消除后方可复工。
5.3 冲击地压防控
深部高地应力巷道掘进前开展冲击地压风险评估,采用钻孔卸压、煤层卸压爆破等技术释放围岩应力;优化掘进工艺,降低施工对围岩应力的扰动;布设应力监测系统,实时监测应力变化,实现超前预警;作业人员避开应力集中危险区域,缩短高危区域作业时间。
5.4 火灾防控
杜绝井下明火、电气失爆、设备过热等点火源;巷道内消防管路、灭火器材齐全完好、随时可用;掘进设备定期检修,防止摩擦过热、电气短路引发火灾;发现烟雾、高温、异味等火灾隐患,立即停机撤人并启动应急处置流程。
六、智能化掘进安全管控技术
随着矿山智能化升级,智能安全管控技术已全面融入掘进作业全流程,大幅提升安全防控精准度和可靠性。通过在掘进区域布设红外感应、气体传感、围岩监测、人员定位等设备,构建全方位智能监测预警网络,可实时识别人员误入危险区域、环境参数异常、围岩变形超标等隐患,通过现场声光报警、终端提醒实现即时预警。同时推广智能遥控掘进、无人支护、自动化通风调控技术,减少人员直面高危作业场景,从本质上降低掘进安全风险,实现“无人则安、少人则安”的安全管控目标。
七、现场安全管理与应急处置规范
7.1 日常安全管理要求
严格执行掘进作业规程和岗位安全责任制,杜绝违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的“三违”行为;落实班组安全检查、班前安全排查制度,每日梳理作业隐患并闭环整改;特殊地质、复杂工况必须编制专项安全技术措施,严禁无措施施工;定期开展设备检修、安全设施校验和人员安全培训,提升作业人员风险辨识和应急处置能力。
7.2 突发隐患应急处置流程
作业中出现瓦斯超限、顶板异动、涌水增大、设备故障、火灾隐患等突发情况,严格执行“立即停机、切断电源、撤离人员、上报处置”流程,严禁侥幸作业、拖延处置。撤离后由专业人员排查隐患、制定整改方案,隐患彻底消除、现场安全达标后,方可恢复掘进作业。
八、总结
巷道掘进安全技术的核心是全流程标准化管控、全风险精准化防控、全岗位责任化落实。从前期风险预判、设备校验,到掘进、支护、通风、防尘核心工序,再到灾害专项防控、智能管控和应急处置,每一个环节的技术规范落地,都是规避安全事故的关键。现场作业必须严格遵循规程要求,结合巷道地质条件、施工工艺动态优化安全技术措施,严控空顶作业、瓦斯超限、爆破违规、支护失效等核心风险,依托标准化作业、智能化监测、精细化管理,全面保障巷道掘进施工安全、高效、稳定开展。
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