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摘要煤礦生產(chǎn)過程受到多種自然災害的影響，存在大量的不安全因素，稍有疏忽，便可能引發(fā)嚴重的安全事故。煤礦井下作業(yè)地點生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣，存在各種安全隱患，嚴重影響了煤礦的安全生產(chǎn)。為此，分別從煤礦防治沖擊地壓、火災預警、粉塵治理等方面詳細分析了自動化技術在煤礦安全生產(chǎn)中的作用，認為加強安全經(jīng)費投入、研發(fā)煤礦安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)(設備)以及提高員工安全意識有助于提高煤礦安全生產(chǎn)水平。

關鍵詞自動化技術煤礦安全生產(chǎn)沖擊地壓火災預警粉塵安全意識

現(xiàn)階段，隨著煤礦數(shù)字化、信息化水平的逐步提高，井下生產(chǎn)的安全性盡管得到了一定程度的提高，但煤礦安全生產(chǎn)所面臨的形勢依然嚴峻。以鄭州大平煤礦“10•20”事故為例［1-3］，該事故是由于井下巷道局部通風不暢，導致煤與瓦斯突出之后瓦斯逆流，進而導致西大巷瓦斯氣體濃度上升，高濃度瓦斯氣體在遇到電機車火花后發(fā)生爆炸，從瓦斯突出到爆炸發(fā)生，整個過程僅30min，若能夠采用自動化檢測設備對巷道入口及巷道內(nèi)部的瓦斯氣體濃度進行實時監(jiān)控，在瓦斯?jié)舛冗_到臨界值之前自動切斷電源，并及時向巷道內(nèi)的作業(yè)人員發(fā)出警報信號，及時疏散作業(yè)人員，勢必能夠有效降低瓦斯爆炸事故所造成的損失。近年來，隨著自動化技術和信息化技術的不斷發(fā)展，相當一部分國有大中型煤礦在井下作業(yè)中大量應用了自動化控制、監(jiān)測系統(tǒng)，以大同煤礦集團為例，通過建設“智能化數(shù)字礦山”，充分發(fā)揮了自動化技術的作用，進一步提高了開采作業(yè)效率，同時還有效保障了井下作業(yè)安全。從安全管理方面來看，塔山煤礦以先期完成的各類系統(tǒng)為基礎，結合自動化、信息化技術，建立了覆蓋整個煤礦的以生產(chǎn)、經(jīng)營、設計等多個層面為一體的綜合化煤礦安全自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對作業(yè)人員、環(huán)境、設備等方面的詳細信息統(tǒng)計，對于保障生產(chǎn)安全具有重要作用。本研究在對上述成果分析的基礎上，詳細分析煤礦自動化技術對于確保礦井安全生產(chǎn)的作用，并就確保井下安全生產(chǎn)的措施進行討論。

1煤礦自動化技術作用

隨著煤礦生產(chǎn)規(guī)模的快速壯大，煤礦安全生產(chǎn)工作面臨著巨大挑戰(zhàn):①國有大中型煤礦對部分煤礦進行了并購、重組，該類被并購的煤礦由于規(guī)模、經(jīng)營模式、安全管理水平存在差異，仍待進一步整合;②部分煤礦經(jīng)過多年開采，進入到衰減期，開采深度較大，增加了安全管理工作的難度;③部分小煤礦因無序開采，導致大小煤礦間形成復雜的聯(lián)通，小煤礦中的瓦斯、水等向大煤礦串流，大大增加了大煤礦的安全風險。對此，有必要通過應用自動化技術有效防治瓦斯、水、火等災害，同時加快對小煤礦的技術改造和整合，確保煤礦生產(chǎn)安全。

1．1沖擊地壓防治

相當一部分煤礦的煤層及頂?shù)装宥驾^為堅硬，伴隨沖擊地壓事故的發(fā)生，易影響工作面采煤工作的正常進行，并對井下安全生產(chǎn)產(chǎn)生嚴重影響［4］。對此，以某煤礦為例，通過對工程現(xiàn)場進行實地調(diào)查并結合室內(nèi)巖土力學分析，根據(jù)沖擊地壓產(chǎn)生的原因及表現(xiàn)出的規(guī)律，本研究提出了淺埋深堅硬頂板弱化處理方法，為防治沖擊地壓提供了有效解決方案。另外，通過運用各類監(jiān)測儀器，實現(xiàn)對煤礦各工作面以及巷道內(nèi)沖擊地壓的實時監(jiān)測，并對各測段的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合對比分析，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)頂板弱化處理后，巷道內(nèi)的沖擊地壓得到了有效控制，煤體與煤柱的壓力下降較明顯，有效保障了煤礦井下作業(yè)安全。

1．2火災預警

火災是煤礦常見的安全災害之一，針對煤礦生產(chǎn)中的火災隱患，需結合礦井具體結構，合理布置火災監(jiān)測點，建立全面覆蓋的井下火災綜合監(jiān)測預警系統(tǒng)。在系統(tǒng)安裝完畢后，需經(jīng)安全性、可靠性和穩(wěn)定性測試之后方可投入應用，確保系統(tǒng)可長時間的可靠、穩(wěn)定運行，為安全管理工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，降低火災隱患引發(fā)的煤礦安全事故的發(fā)生概率。

1．3粉塵治理

(1)液壓支架架間粉塵治理。

井下煤炭粉塵主要集中于每2個液壓支架的前探梁之間、頂煤放置處、液壓支架前連桿與掩護梁鉸接的位置，需重點治理。針對該類區(qū)域的煤炭粉塵，可采用液壓支架架間噴霧系統(tǒng)實現(xiàn)防治，該系統(tǒng)主控裝置根據(jù)下風側的接收器發(fā)出的動作信號實現(xiàn)對系統(tǒng)開啟和關閉的自動控制，同時可設置系統(tǒng)定時開啟和關閉，還可對噴霧系統(tǒng)直接進行遙控操作。

(2)煤炭運輸過程中的粉塵治理。

煤炭在運輸過程中，伴隨物料的抖動、摩擦等運動會有大量煤塵產(chǎn)生，尤其在前部刮板輸送機卸載處和帶式輸送機拐彎處，煤炭粉塵產(chǎn)生量較大，加之該2個位置的空氣易改變流動方向，易形成渦流，進而導致煤炭粉塵隨空氣渦流進入采煤工作面。在候補刮板輸送機的位置由于支架的阻擋作用，空氣流速小，所產(chǎn)生的粉塵量稍少于前部。對此，可采用聯(lián)動噴霧方式和水平噴霧方式治理粉塵［5-7］。該類噴霧裝置主要通過超聲波傳感器和雷達傳感器監(jiān)測輸送帶上的物料是否處于運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)對噴霧裝置的自動控制。當傳感器監(jiān)測到輸送帶上的物料處于運動狀態(tài)時，向主控裝置發(fā)出信號，主控裝置在接收到信號之后，控制噴霧系統(tǒng)開啟噴霧。但由于該方式在噴霧過程中噴霧量較大，水霧易聚集形成水滴，因此，通常被用于輸送帶上的粉塵防治，但在人行巷道中則不適用，以免導致人行巷道含水量過高，引發(fā)不必要的安全問題。通過利用自動化噴霧系統(tǒng)防治煤炭粉塵，可大幅度降低井下空氣中的煤炭粉塵濃度，有效減少粉塵對井下工作人員身體健康的影響，進一步提高煤礦企業(yè)的安全效益和生產(chǎn)效益。

2煤礦安全問題改善措施

(1)加強安全經(jīng)費投入。

煤礦企業(yè)應進一步加大對煤礦生產(chǎn)安全方面的經(jīng)費投入，通過研發(fā)、引進先進的機械設備替換陳舊的機械設備，并加強對新設備及先進技術的推廣和應用。加強與科研院所的合作，深入研究煤礦各類安全問題產(chǎn)生的原因和治理方案，引進各類先進工藝、自動化系統(tǒng)，改善煤礦生產(chǎn)環(huán)境，加強對煤礦作業(yè)過程中各類因素的有效監(jiān)控，全面保障煤礦生產(chǎn)安全。

(2)研發(fā)煤礦安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)(設備)。

煤礦企業(yè)需進一步加強對煤礦安全綜合自動化監(jiān)測系統(tǒng)、設備和技術的研究，進一步提高綜合自動化監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測精度及運行的可靠性。以現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)為基礎，結合自動化技術對系統(tǒng)進行改造和升級，減少數(shù)據(jù)采集、傳輸過程中的誤差，提高電氣設備的靈敏度，進一步提升瓦斯防治的水平。同時，通過合理應用對綜合性防火滅火系統(tǒng)，可更為準確地預報火警，提高采空區(qū)火災隱患的防治水平，保障井下作業(yè)安全。

(3)提高員工安全意識。

煤礦員工的安全意識水平是影響煤礦生產(chǎn)安全的重要因素，對此，有必要進一步強化煤礦員工的安全生產(chǎn)意識，將其作為煤礦生產(chǎn)工作中的重點工作進行開展，提高員工操作各類井下自動化設備的水平，最大限度地發(fā)揮自動化設備對于確保井下安全生產(chǎn)的作用。

3結語

自動化技術在煤礦生產(chǎn)過程中的應用對于確保煤礦生產(chǎn)安全具有重要作用。為此，分別分析了自動化技術在井下沖擊地壓防治、火災預警以及粉塵治理方面的應用并就提高井下安全生產(chǎn)水平的措施進行了探討，對于提高煤礦生產(chǎn)的自動化水平以及井下生產(chǎn)的安全性有一定的參考價值。

參考文獻

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［7］趙亞萍．安全發(fā)展背景下煤礦自動化改造探討［J］．機電信息，2012(6):173-174．

作者：王巖 單位：永煤集團公司城郊煤礦