煤礦井下安全高效開采與工作面支護技術(shù)研究

王永明

摘要：隨著煤礦開采技術(shù)的發(fā)展，綜采技術(shù)已經(jīng)成為我國煤礦開采的主要工藝。綜采技術(shù)的高產(chǎn)高效不僅與煤礦地質(zhì)條件有關(guān)，還與采用的綜采設(shè)備有關(guān)。在綜采設(shè)備中，液壓支架是重要的工作面支護設(shè)備，其工作的可靠性不僅關(guān)系到生產(chǎn)效率，更關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的安全。本文通過分析綜采工作面液壓支架的選擇問題，提出保證綜采工作面高產(chǎn)高效的一些措施，可以為有關(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;工作面支護;安全高效;措施

1 引言

我國正處于社會主義初級階段，處于工業(yè)化的初期，對煤炭具有巨大的消費量。保證煤炭的產(chǎn)量對于我國的經(jīng)濟建設(shè)具有重要意義。由于我國煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，導(dǎo)致我國煤礦開采過程中安全事故頻發(fā)。這不僅給國家?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟損失，也造成了惡劣的社會影響。在保證安全的前提下，實現(xiàn)煤礦高產(chǎn)高效是我國煤礦行業(yè)亟需解決的問題。隨著煤礦開采技術(shù)的進步，綜采已經(jīng)成為大多數(shù)煤礦的主要采煤方法。由于綜采技術(shù)對地質(zhì)條件的適應(yīng)性較差，如何選擇合適的配套設(shè)備是提高綜采技術(shù)效率的關(guān)鍵。綜采設(shè)備中最重要的是液壓支架，液壓支架的選擇不僅關(guān)系到工作面的生產(chǎn)效率，更關(guān)系的采煤的安全性。因此，液壓支架的選擇是煤礦高產(chǎn)高效所面臨的首要問題。下面將進行重點分析。

2 液壓支架的選擇

不同的煤礦地質(zhì)條件存在差異性，在選擇液壓支架時應(yīng)該根據(jù)煤礦的實際情況。目前，常用的液壓支架主要有支撐掩護式、掩護式、以及支撐式三種，如圖1所示。每種液壓支架都有其特點及優(yōu)勢。在選擇時應(yīng)該綜合考慮經(jīng)濟、成本以及礦井的實際狀況，例如安裝條件、地質(zhì)條件、開采方式等，具體的有以下幾點。

液壓支架的類型的選擇是比較關(guān)鍵的，根據(jù)煤層開采的厚度可以分為：薄煤層開采的支架、厚煤層開采的支架、中煤層帶有一定坡度的支架、煤層分層開采的鋪網(wǎng)液壓支架等。由于液壓支架的種類較多，在選擇時一定要根據(jù)煤層的開采方式以及煤礦井下巷道的運輸能力進行選擇，還要考慮到礦井的通風(fēng)狀況。

掩護式支架多適用于工作面礦山壓力不大且工作面頂板較破碎的情況，其他情況多采用掩護式支架。液壓支架的選擇需要通過大量分析以及參考以往煤層的開采經(jīng)驗后才能確定，在確定后到液壓支架廠家進行定做。為了保證液壓支架的經(jīng)濟性，液壓支架的高度最好不要超過煤層的高度，工作范圍不能高于煤層的最大厚度，也不能低于開采的最小厚度。

液壓支架在工作時，對工作面頂板有一定的要求。在煤礦開采過程中，由于地質(zhì)條件的不確定性，會出現(xiàn)各種類型的頂板，這在某種程度上對液壓支架的使用產(chǎn)生不可忽視的影響。因此，需要針對這些特殊的工作面頂板情況進行處理，主要有以下幾種情況。對于煤層頂板較為堅硬時，需要采取一些強制措施來放頂，例如煤層注水、爆破等方法，以防止開采過程中堅硬頂板突然垮落，對液壓支架產(chǎn)生沖擊。所以在支架系統(tǒng)支護之前，需要對該堅硬頂板進行護理，可以采用更大強度的支架系統(tǒng)或者采用爆破的方法提前將頂部處理掉。對于破碎頂板，在破碎比較小的時候，一般的支撐掩護式支架在使用時問題不是很大，當(dāng)破碎的面積較大時，需要采取一定的特殊手段進行處理，防止工作面頂板的巖塊冒落對開采產(chǎn)生影響，比較常用而且經(jīng)濟的方式是在液壓支架上方鋪上一層金屬網(wǎng)。這些金屬網(wǎng)不僅可以有效地避免碎石的掉落對支架破壞，而且能保證采礦工作的正常進行。

3 煤礦高產(chǎn)高效工作面

在煤礦高產(chǎn)高效模式確定后，就可以相應(yīng)的開采支護系統(tǒng)，這樣可以保證煤層開采的安全性。在選擇時應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇最佳的開采模式。下面對經(jīng)常使用的開采模式進行分析，主要有以下幾個方面：

一礦一面煤礦開采模式是很多礦井經(jīng)常使用的開采模式，其主要特點是開采需要的設(shè)備少、生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單，整個過程具有很強的連續(xù)性。若在開采過程中，某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致系統(tǒng)開采的不可連續(xù)。因此，這種開采模式對工程師的技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì)都有著較高的要求。一礦一面交替性開采模式，顧名思議就是有兩個工作面的開采交替進行，這種開采模式需要更多的設(shè)備，對系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性需求更高。一礦二面單一型這個和“一礦一面單一型”相比，增加了一個工作面，分散了開采的過程，在開采過程中靈活性比較大。相比較而言，一礦二面開采模式生產(chǎn)效率極高，降低了開采過程中由于故障導(dǎo)致的停采風(fēng)險，這種開采模式只在煤層資源較好的地區(qū)才能使用，需要投入兩套生產(chǎn)系統(tǒng)，運行成本高?？偟膩碚f，一礦一面這種主流的開采模式應(yīng)該是大多數(shù)礦井優(yōu)先考慮的，而且技術(shù)相對比較成熟，成本較低。

4 實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效的措施

4.1 對采礦技術(shù)進行革新

目前，大多數(shù)礦井使用的都是一些成熟的采礦技術(shù)，在使用過程中還有很大的改進空間。這種改進主要有以下幾個方面，增加工作面的個數(shù)、革新采煤方法、優(yōu)化采煤工藝以及運輸流程等。即使某個方面很小的（下轉(zhuǎn)第58頁）（上接第56頁）改動，也可能大大提高煤礦開采的效率。比如，原來采用分層開采厚煤層，后來經(jīng)過技術(shù)論證后，可以采用放頂煤進行開采。只需進行了小小的改動，使煤炭開采的效率成倍的增加。當(dāng)然，這種方法也有一定的缺陷性。對于實際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，還需采取一些特殊的措施。這些開采方式的改革創(chuàng)新是需要經(jīng)過數(shù)據(jù)測定、系統(tǒng)分析以及相關(guān)經(jīng)驗分析后得出的。

4.2 提升礦井的管理水平

煤礦的高產(chǎn)高效是通過人和設(shè)備的協(xié)同作用實現(xiàn)的，保證人在煤礦生產(chǎn)過程中效率達到最大，這就需要高效的管理。由于現(xiàn)代化礦井的機械化程度較高，在管理時工人的分工應(yīng)該更應(yīng)該明確。因此，做好管理不僅需要一定的管理方法，還需要管理者有一定的專業(yè)知識，熟悉整個礦井生產(chǎn)的流程。在煤礦開采過程中，礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會給煤礦生產(chǎn)帶來損失。因此，這就要求煤礦管理人員必須要嚴守規(guī)章制度，杜絕由于管理漏洞帶來的生產(chǎn)隱患。在具體的管理過程中比如可以實行崗位責(zé)任制、定期的對現(xiàn)場管理人員進行培訓(xùn)以及去其它礦井的交流學(xué)習(xí)。

4.3 建立專業(yè)的技術(shù)團隊

現(xiàn)代化煤礦開采多是通過機械設(shè)備來完成，這就要求工人具有一定的專業(yè)素養(yǎng)。在過去，煤礦工人多來自社會上，這些人受過的教育有限，對新知識的接受能力較差，導(dǎo)致在煤礦開采過程中生產(chǎn)效率低，而且不容易管理。由于煤礦惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，很難找到高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)工人，這是煤礦企業(yè)面臨的困境。對于大型礦井，工人的流動性比較大，這對礦井的高產(chǎn)高效是十分不利的。因此，煤礦企業(yè)需要建立一支專業(yè)的煤礦工人隊伍，來保證煤礦高產(chǎn)高效的順利進行。這就要求煤礦企業(yè)要加大對技術(shù)工人的投入，提高他們的待遇，保障他們的生活。

5 結(jié)語

隨著煤礦開采技術(shù)的發(fā)展，綜采技術(shù)已經(jīng)成為我國煤礦開采的主要工藝。綜采技術(shù)的高產(chǎn)高效不僅與煤礦地質(zhì)條件有關(guān)，還與采用的綜采設(shè)備有關(guān)。在綜采設(shè)備中，液壓支架是重要的工作面支護設(shè)備，其工作的可靠性不僅關(guān)系到生產(chǎn)效率，更關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的安全。通過分析綜采工作面液壓支架的選擇問題，主要有支護條件、頂板類型以及工作阻力三個方面。提出保證綜采工作面高產(chǎn)高效的一些措施，可以為有關(guān)技術(shù)人員提供參考。

參考文獻：

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