淺談煤礦井下工作面支護技術與安全高效開采

王權偉

摘 要：本文主要探討的是關于煤礦工作面支護與安全高效開采的相關問題，在具體論述的過程中，首先從我國當前煤礦開采工作面中支護支架的選擇去入手分析，同時分析了一些特殊工作面在支護時需要做的一些特殊處理工作，其次對于煤礦高效開采模式的定義以及主要的煤礦開采模式做了簡要的介紹，最后對于提高煤礦開采效率的措施做了討論。

關鍵詞：煤礦;工作面;支護;安全;高效;開采

當前，隨著世界能源危機的加劇，對于煤礦的開采工作也顯的意義重大，然而由于我國幅員遼闊，地形地質條件都比較復雜，這給煤礦的開采工作帶來了一定的難度，而開采過程中安全高效的前提是煤礦工作面的支護必須達到要求，本文探討的就是關于煤礦工作面支護與安全高效開采的相關問題。

1 開采工作面支護支架的選擇

不同的煤礦由于受到地理位置以及地質條件的影響，對于不同的煤礦開采工作面在進行液壓支架支護方式選擇的過程中，需要確保所采用的支護支架與開采的相關條件相適應，液壓支護的支架根據結構特點的不同可以分為掩護式、支撐式以及支撐掩護式，具體在選擇的時候需要綜合考慮礦井的結構特點、頂板的地質條件、煤礦開采的方式以及各種構架的優勢等。在具體考慮的過程中，需要考慮到以下幾點：

1.1 支架類型的確定

液壓支架的類型比較多，它的主要區分是根據支架使用的范圍，常見的一些支架類型主要有：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液壓支架等等，由于類型繁多，所以在確定的時候一定要根據煤層的開采方式以及工作面的條件選擇最佳的支架類型，比如：支撐式液壓支架主要用于采礦工作面的壓力加大，頂板較為完整同時瓦斯含量較高的情況;對于掩護式支架主要用于工作面的壓力來源不明而且頂板不是很完整的情況，對于其他的一些工作面的支護主要使用的是支護掩護式支架系統。所以對于支架類型的確定很關鍵，需要綜合分析之后才能確定出合適的直接類型。

1.2 支架規格的確定

在確定了支架的類型以后，對于支架的規格也有明確的要求，這種要求主要表現在支架系統的最小高度以及最大高度，支架系統的最小高度一般不超過煤層開挖過程中煤層的最小厚度;相應的支架系統最大高度必須要超過煤層開挖過程中最厚煤層的高度，所以在選擇支架規格的時候就主要從開挖煤層中最小的煤層厚度以及最大的煤層厚度兩個方面去考慮。

1.3 支架工作阻力的確定

關于工作阻力的確定一方面包括阻力的來源，另一方面包括阻力的類型，在實際的設計過程中還需要根據支架的承載能力進行驗算，對于支架的工作阻力一定要考慮全面，而且要根據實際情況確定。這樣通過驗算之后符合要求的支架才能使用。

2 特殊工作面頂板的支護處理

在煤礦開采過程中，會出現各種各樣的工作面頂板，這在一定程度上對于支護支架產生了較大的影響，所以對于這些特殊的工作面頂板需要進行支護的處理，常見的特殊工作面頂板中主要包括以下幾點：

堅硬頂板的處理，在煤層開采過程中，常常會遇到一些堅硬的頂板，這種堅硬的頂板如果收到較大的壓力可能會塌陷下來，對于支護的支架系統造成較大的破壞，所以在支架系統支護之前，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或者采用爆破的方法提前將頂部處理掉。破碎頂板的處理，對于一般的破碎頂板在支護的時候可以選擇掩護式支架進行支撐，對于破碎比較嚴重的頂板，在進行掩護式支架支持的同時需要采取一定的特殊手段，比較常用的一種方式就是在支護體系的上面鋪設一層金屬網，通過這些金屬網可以避免頂板掉落的碎石對操作人員以及支護支架造成的破壞，在必要的時候還可以在金屬網加設走向梁，通過走向梁實現對破碎頂板的支撐，從而保證采礦工作的安全進行。

3 煤礦高效開采模式的定義

煤礦高效開采指的是在一定的地理位置和地質條件下，通過采礦工藝、采煤方法、煤炭運輸等方面的合理使用，使得煤礦開采過程中機械設備得到有效利用，同時提高了煤礦的開采效率。由于不同地理位置的不同，所以在煤礦開采過程中，需要根據現場的實際情況合理的進行資源優化配置，達到最大效率的提高機械設備的使用效率，同時相應的提高煤礦開采的整體效率。

4 煤礦高效開采的模式

在確保了支護系統的安全性以后，就可以采用一定的方法來實現煤礦開采的安全高效性。同樣的對于煤礦高效開采的模式也是有著不同的類型，在選擇的時候也是要將根據實際情況去選擇最佳的開采模式，下面主要對高效開采模式的技術進行分析：

4.1 一礦一面單一型

該開采模式的主要特點是：在開采過程中需要的設備較少、人員也較少、生產系統比較簡單，整個過程具有一定的連續性，一旦某一個環節出現問題，就會造成整個開采工作不能繼續下去，而且對于操作人員的技術水平和專業素質都有著一定的要求。

4.2 一礦一面交替性

該高效采煤模式相對來說就占用的設備比較多，人員需要的也較多，就會使得整個過程中的設備利用率比較低，在抗災變性能方面有了一定的提高。

4.3 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。

4.4 一礦二面并聯型

這種模式相應的生產效率提高了，對于開采過程中的風險也降低了，但是同樣的需要較多的設備和人員，總體來說對于設備的利用率不是很高，而且集中開采的程度降低了。

以上分析了常用的幾種高效開采模式，在具體使用某一模式的時候，需要對該模式作出相應的調整，并結合實際情況作出一定的變革。

5 提高安全高效開采的措施

5.1 不斷創新采礦技術

當前使用的一些采礦技術都是發展的比較成熟的，在實際運用的過程中，可以實現對采礦技術工藝的創新，這種創新主要包括工作面個數、采煤方法、采煤工藝以及煤流的運輸線等。通過改變可能就會使得生產效率大大提高。比如在經過技術論證之后將原有的一礦多面改為只有1個工作面，原有的巷柱式采煤改為厚煤層放頂煤長壁的開采方法，對于原有的炮采改為綜合開采，將串并聯的煤流運輸線改為單一型的煤流運輸線，這種在各方面的改革創新，使得采煤的效率大大的得到了提升，同時對于機械設備的使用效率也提高了。當然這些開采方式的改革創新是需要經過數據測定、系統分析以及相關經驗分析后得出的。

5.2 加強礦井的管理

礦井管理水平的不斷提升，可以為煤礦安全高效的開采工作做好后盾保障。煤礦的開采工作除了要具備一定的技術水平之外，整個管理工作在其中也起著重要的作用，因為開采工作比較復雜而且要求所有的工作人員都必須要嚴格的遵守規章制度，在管理問題上不能有絲毫的松懈，任何管理上的問題都會為煤礦的事故留下隱患，在具體的管理過程中比如可以實行崗位責任制、定期的對現場管理人員進行培訓以及去其它礦井的交流學習。

5.3 建立專業的開采隊伍

傳統的煤礦開采過程中，除了現場的管理人員，其它的一些工人大都是來自不同的地方，而且對于煤礦方面的知識了解的并不多，在開采的過程中專業知識比較缺乏，而且工人的流動性比較大，這樣對于提高煤礦的開采工作是不利的，所以對于某些大型企業公司需要建立屬于自己的一支施工隊伍，這樣在開采的過程中，由于技術熟練并且具有一定的開采經驗，相應的這支隊伍在煤礦開采過程中的效率就會提高了。

6 結語

煤礦工作面的支護為煤礦的安全高效開采提供了一個基礎，只有安全的支護體系才能保證煤礦開采過程中人員和設備的安全，所以煤礦工作面支護對于煤礦的開采意義重大。

參考文獻：

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