关键词：煤仓堵塞；原因分析；钻孔爆破；防堵措施
井下是煤仓连接采掘工作面煤炭运输和储存煤的一个重要瓶颈，对矿井安全生产起核心作用。使用过程中由于大块煤矸、杂物、水煤等进入煤仓，易堵塞，处理时安全难度大，威胁人员安全。因堵塞问题的存在，不仅影响煤仓作用的发挥，也严重影响煤矿的正常生产秩序，因此，深入查找、分析煤仓堵塞原因，研究如何解决煤仓堵塞问题，最大限度地减少或杜绝煤仓堵塞，采用新型的技术或先进的方法处理煤仓堵塞是实现安全生产的必然选择。
1 煤仓堵塞的现象及原因分析
1.1 水煤粘壁堵塞
（1）原煤体由于顶板底板裂隙水存在，加之后期治理瓦斯需要，在煤层内注水、水力压力等方式，造成煤体内含有一定水分，原煤进入煤仓内经煤体自身重力挤压，存煤易在煤仓内壁粘壁，长时间存煤导致煤仓下口积聚水煤，形成泥煤造成煤仓下口堵塞。
(2)各转载点防尘水进入运输皮带
因粉尘防治及矿井质量标准化规定，各装载点在设备运转时需长时间打开洒水降尘及喷雾装置，各转载点的降尘洒水及喷雾装置水随煤炭运输进入煤仓。施工队文明生产需要进行的巷道冲尘及少量顶板淋水、滴水，因量小无法抽排，一般情况下由人工舀水至皮带，再运至煤仓，导致水流进入煤仓内。
(3)工作面设备冷却水
采煤工作面刮板输送机因电机冷却需要，刮板输送机运转时机尾、机头需开冷却水，因巷道低洼不平，随设备的前移将大量的冷却水携裹进入煤炭，而后进入煤仓。
(4)矿井供水管道“跑、冒、滴、漏”水
在生产过程中，由于管道日常维护和管理不到位，水管锈蚀未及时处理，导致管道“跑、冒、滴、漏”，水管内漏水流经巷道排水沟自排至溜煤眼内。
1.2 杂物卡堵
工作面在割煤过程中，巷道支护的锚网、锚网、PVC管、废旧枕木、废旧风筒、大块矸石等杂物在设备快速运行中很难人工拣选出，常常堵塞在筛篦处或卡在溜煤眼附近，造成筛篦、溜煤眼堵塞。
1.3 煤仓内壁矸石垮落
原煤仓在施工过程中虽然采取了锚网喷永久支护，但锚网喷主要集中在煤仓上口附近直径变径处，煤仓中部仓身段一般采取素喷或裸体支护，长期经煤炭冲击，加之淋水、滴水的侵蚀以及岩石自身的裂隙和遇水泥化、潮化，煤仓内壁的岩石也会出现不同程度的垮落，容易造成给煤机给料口堵塞。
2 煤仓易堵塞的地点
2.1 溜煤眼上口下煤点
因溜煤立眼上口设置筛篦，大块矸石无法通过筛篦均造成过溜煤眼上口堵塞，此种堵塞处理相对容易，人员在系好保险带的前提下，拣选掉杂物、击碎矸石就能避免堵塞。
2.2 煤仓下口给煤机给料口
水煤积存在煤仓的时间过长，煤粉及泥岩等含有一定水分粘性的混合物由于受存煤压实的影响被挤压在仓壁及煤仓下口的锁口的部位，造成给煤机给料口堵塞，这是较为常见的堵塞地点。另外，煤仓内壁大块矸石垮落后，人员无法进仓处理，矸石顺着煤流移动至给煤机给料口附近，堵塞煤流通道，也容易引起煤仓堵塞。
2.3 溜煤眼与煤仓连接处
井下煤仓上口设计一般通过溜煤立眼与煤仓相连，为防止溜煤眼内煤炭直冲煤仓，采取改变溜煤立眼角度，如图1所示，设计 60度溜煤斜眼与煤仓上口连接，从而起到缓冲煤炭冲击力，降低对煤仓下口给煤设备的损伤。大块煤矸易在溜煤斜眼段堆积造成堵塞，此段处理难度极大，处理时易发生人员伤亡安全事故。
图1 煤仓上口连接示意图
3 煤仓堵塞的处理方法
3.1 常用的处理方法
3.1.1 人工破堵法
人工破堵法，一般情况下是在煤仓给煤机给料口采用人工用长钎子、铲子、抓钩、大锤、风枪、安全留绳等透眼工具插入煤仓内捅动，使煤仓堵塞解除。该方法设计简单，费用低，但工人劳动强度大，遇仓内有积水发生溃仓时，对煤仓下口处理人员安全威胁极大。
3.1.2 爆破震动法
对堵塞位置位于煤仓下口或溜煤眼下口距离2～3m范围内的堵塞通常采用爆破震动法。在放炮前必须按照安全规程要求，进行瓦斯检查，用长竹竿或木棍将炸药捆绑在竹竿或木棍的顶端人力送至堵塞位置进行爆破。该方法的缺点是安全性差，准备时间长，而且时有发生爆破损坏给煤机或破坏仓体的现象；若未严格执行措施，很可能操作不当引起瓦斯或煤尘爆炸，存在诸多不安全因素。
3.1.3 限位传感器法
针对煤仓屡屡出现满仓及堵仓现象，通过分析物料堆积相关原理，很多矿井自主设计出位移传感器，配合皮带综合保护器，在煤仓上口恰当位置安装仓满传感器，当煤仓里煤炭达到预定位置时，触发仓满信号，实现对煤仓上一级运输系统补煤设备的自动断电功能，实现了对满仓堵仓事故的提前预警，有效地防止了堵仓事故的发生。但因煤层附近防尘、水分、H2S腐蚀严重，监控缆线长度长，传输数据不灵敏，导致后期无法正常。
3.1.4 筛篦防堵法
筛篦防堵只能挡住杂物和大块矸石，但实际使用过程中，煤量过大或有未发现和拣选的杂物，很容易造成筛篦堵塞，在挡住杂物的同时也挡住了煤流。筛篦防堵虽然有效，但制约生产也明显。
3.2 新工艺的处理方法
传统的溜煤眼处理堵塞方法是从溜煤眼下口将炸药捆绑在竹杆上送至爆破点进行裸露爆破，这种处理方法堵塞物距下口超过5m后爆破效果差。为此，根据深孔聚能爆破原理，在溜煤眼下口外侧采用坑道钻机由下往上施工爆破钻孔至堵塞点，将炸药通过钻孔送至溜煤眼堵塞点，通过爆破震动方式实现溜煤眼内堵塞的煤矸快速疏通，解决裸露爆破效果差，安全威胁大等安全技术难题。该方法处理步骤如下：
（1）施工爆破钻孔：如图2所示，在溜煤眼下口5m外采用坑道钻机由下往上倾斜施工2～3组孔径φ115mm 的爆破钻孔至溜煤眼堵塞点，钻孔穿孔点施工在距溜煤眼下口上方5m以上，相邻两个爆～破钻孔开孔间距0.5～1m，终孔垂距3～5m，每个孔需穿入溜煤眼内煤矸深度1～1.5m。
图2 新工艺溜煤眼下口处理堵塞示意图
（2）检查瓦斯：装药前，采用高压压风管送入正压风稀释钻孔内及堵塞点瓦斯，再将长胶管捆绑在光学瓦检仪上，伸入到钻孔及堵塞点上、下部空间内检查瓦斯浓度情况。
（3）装药：经检查钻孔内及爆破点附近20m范围内瓦斯浓度低于1.0%以下时，处理人员方可向钻孔内装药。将煤矿许用刚性被筒炸药固定在PVC管上通过施工的爆破钻孔送入到溜煤眼堵塞点底部，电雷管脚线接头采用绝缘防水胶布包裹，每个孔内只准使用1个煤矿许用电雷管，且单孔最大装药量不大于450g。
（4）处理堵塞：钻孔内装药和起爆顺序按由下向上依次进行，直至疏通溜煤眼，如第一个钻孔爆破后溜煤眼疏通，则第二、第三个孔不再装药；爆破前必须对溜煤眼上、下口及附近20m范围进行洒水降尘；爆破执行点设置在溜煤眼下口200m外的进风流中；处理溜煤眼堵塞时必须将溜煤下口放煤装置打开，溜煤眼上口停止下煤矸，爆破完后等30分钟查看爆破效果。第二、第三个孔爆破处理步骤同上。
4 预防煤仓堵塞的措施
4.4.1 防止水源进入煤仓内
各采掘队施工用水、运输过程中使用的防尘水必须控制好水量的大小，并进行引流、抽排等方式排出，严禁通过皮带运输水流进入煤仓立眼。煤巷掘进使用防尘水及施工用水应在巷道低洼处施工临时水仓，通过抽水泵进入排水系统，严禁将水排入皮带运输线路方式进入溜煤眼内。煤仓或溜煤眼应选择在非含水层内；煤仓或溜煤眼上口必须设置专用排水沟和临时水仓，防止有水流入其内。
4.4.2防止物料、大块煤矸进入仓内
溜煤眼上口安装牢固可靠的“#”字型篦子，篦子网孔规格不大于300mm×300mm，眼口周边必须设置高度不小于1.2m的护栏。各转载点运输司机必须集中精力，随时观察皮带上是否有锚杆、金属网、木料、铁器、胶带、风筒等杂物及大于300mm的大块煤矸，发现后立即停止皮带的运转。
4.4.3防止煤仓满仓
在煤仓上口安装满仓限位装置，煤仓仓位达到80%时必须停止向煤内装煤矸。煤仓上口下煤皮带必须与限位设置联动装置，煤仓满仓时上部下煤皮带运输机必须停电闭锁。合理控制煤仓仓位，在煤质较差、含水量较高或出矸石时，必须立即对煤仓进行放煤，严禁长时间不放煤。
4.4.4 优化煤仓设计
煤仓、溜煤眼在设计过程中选择围岩稳定、无淋水地段进行设计施工。溜煤眼倾角尽量垂直设计，由下煤点至煤仓口一次设计到位，减少溜煤眼中间转载次数。溜煤眼上口严格按设计施工，施工结束后对上口按设计1400mm直径进行浇筑缩口，并铺设300mm×300mm的工字钢篦子。溜煤眼下口与煤仓上口连接处采用明槽施工，防止该段堵塞。
5 结束语
煤仓作为矿井生产煤炭的重要枢纽，若经常发生堵塞，势必影响正常生产，通过对煤仓堵塞原因的分析和解决方法的研究，了解掌握煤仓、溜煤眼堵塞的原因，采取多种方式进行堵塞处理。因此，在设计前充分考虑煤仓堵塞的特性，选择好煤仓层位，从人工防堵，机械防堵，管理制度防堵多方面入手，制定出有效的破堵方法，以便尽量减少或杜绝煤炭在煤仓堵塞事故的发生，更好地为矿井生产服务。
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作者简介：陈占全（1981－），男，青海互助人，采矿工程师，现在四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司从事采掘技术管理工作。
论文作者:陈占全
论文发表刊物:《科技新时代》2018年4期
论文发表时间:2018/7/2
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