煤礦井下安全高效開(kāi)采與工作面支護(hù)技術(shù)研究

王永明

摘要：隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，綜采技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)煤礦開(kāi)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(hù)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(guò)分析綜采工作面液壓支架的選擇問(wèn)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(kāi)采;工作面支護(hù);安全高效;措施

1 引言

我國(guó)正處于社會(huì)主義初級(jí)階段，處于工業(yè)化的初期，對(duì)煤炭具有巨大的消費(fèi)量。保證煤炭的產(chǎn)量對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。由于我國(guó)煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，導(dǎo)致我國(guó)煤礦開(kāi)采過(guò)程中安全事故頻發(fā)。這不僅給國(guó)家?guī)?lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也造成了惡劣的社會(huì)影響。在保證安全的前提下，實(shí)現(xiàn)煤礦高產(chǎn)高效是我國(guó)煤礦行業(yè)亟需解決的問(wèn)題。隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)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(duì)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(wèn)題。下面將進(jìn)行重點(diǎn)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(shí)應(yīng)該根據(jù)煤礦的實(shí)際情況。目前，常用的液壓支架主要有支撐掩護(hù)式、掩護(hù)式、以及支撐式三種，如圖1所示。每種液壓支架都有其特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。在選擇時(shí)應(yīng)該綜合考慮經(jīng)濟(jì)、成本以及礦井的實(shí)際狀況，例如安裝條件、地質(zhì)條件、開(kāi)采方式等，具體的有以下幾點(diǎn)。

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

掩護(hù)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(hù)式支架。液壓支架的選擇需要通過(guò)大量分析以及參考以往煤層的開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)后才能確定，在確定后到液壓支架廠家進(jìn)行定做。為了保證液壓支架的經(jīng)濟(jì)性，液壓支架的高度最好不要超過(guò)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(kāi)采的最小厚度。

液壓支架在工作時(shí)，對(duì)工作面頂板有一定的要求。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，由于地質(zhì)條件的不確定性，會(huì)出現(xiàn)各種類(lèi)型的頂板，這在某種程度上對(duì)液壓支架的使用產(chǎn)生不可忽視的影響。因此，需要針對(duì)這些特殊的工作面頂板情況進(jìn)行處理，主要有以下幾種情況。對(duì)于煤層頂板較為堅(jiān)硬時(shí)，需要采取一些強(qiáng)制措施來(lái)放頂，例如煤層注水、爆破等方法，以防止開(kāi)采過(guò)程中堅(jiān)硬頂板突然垮落，對(duì)液壓支架產(chǎn)生沖擊。所以在支架系統(tǒng)支護(hù)之前，需要對(duì)該堅(jiān)硬頂板進(jìn)行護(hù)理，可以采用更大強(qiáng)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(duì)于破碎頂板，在破碎比較小的時(shí)候，一般的支撐掩護(hù)式支架在使用時(shí)問(wèn)題不是很大，當(dāng)破碎的面積較大時(shí)，需要采取一定的特殊手段進(jìn)行處理，防止工作面頂板的巖塊冒落對(duì)開(kāi)采產(chǎn)生影響，比較常用而且經(jīng)濟(jì)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(duì)支架破壞，而且能保證采礦工作的正常進(jìn)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(kāi)采支護(hù)系統(tǒng)，這樣可以保證煤層開(kāi)采的安全性。在選擇時(shí)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的開(kāi)采模式。下面對(duì)經(jīng)常使用的開(kāi)采模式進(jìn)行分析，主要有以下幾個(gè)方面：

一礦一面煤礦開(kāi)采模式是很多礦井經(jīng)常使用的開(kāi)采模式，其主要特點(diǎn)是開(kāi)采需要的設(shè)備少、生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，整個(gè)過(guò)程具有很強(qiáng)的連續(xù)性。若在開(kāi)采過(guò)程中，某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)開(kāi)采的不可連續(xù)。因此，這種開(kāi)采模式對(duì)工程師的技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)都有著較高的要求。一礦一面交替性開(kāi)采模式，顧名思議就是有兩個(gè)工作面的開(kāi)采交替進(jìn)行，這種開(kāi)采模式需要更多的設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性需求更高。一礦二面單一型這個(gè)和“一礦一面單一型”相比，增加了一個(gè)工作面，分散了開(kāi)采的過(guò)程，在開(kāi)采過(guò)程中靈活性比較大。相比較而言，一礦二面開(kāi)采模式生產(chǎn)效率極高，降低了開(kāi)采過(guò)程中由于故障導(dǎo)致的停采風(fēng)險(xiǎn)，這種開(kāi)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(yùn)行成本高。總的來(lái)說(shuō)，一礦一面這種主流的開(kāi)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(duì)比較成熟，成本較低。

4 實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效的措施

4.1 對(duì)采礦技術(shù)進(jìn)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(guò)程中還有很大的改進(jìn)空間。這種改進(jìn)主要有以下幾個(gè)方面，增加工作面的個(gè)數(shù)、革新采煤方法、優(yōu)化采煤工藝以及運(yùn)輸流程等。即使某個(gè)方面很小的（下轉(zhuǎn)第58頁(yè)）（上接第56頁(yè)）改動(dòng)，也可能大大提高煤礦開(kāi)采的效率。比如，原來(lái)采用分層開(kāi)采厚煤層，后來(lái)經(jīng)過(guò)技術(shù)論證后，可以采用放頂煤進(jìn)行開(kāi)采。只需進(jìn)行了小小的改動(dòng)，使煤炭開(kāi)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(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，還需采取一些特殊的措施。這些開(kāi)采方式的改革創(chuàng)新是需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)測(cè)定、系統(tǒng)分析以及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)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(guò)人和設(shè)備的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)的，保證人在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中效率達(dá)到最大，這就需要高效的管理。由于現(xiàn)代化礦井的機(jī)械化程度較高，在管理時(shí)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(zhuān)業(yè)知識(shí)，熟悉整個(gè)礦井生產(chǎn)的流程。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)給煤礦生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。因此，這就要求煤礦管理人員必須要嚴(yán)守規(guī)章制度，杜絕由于管理漏洞帶來(lái)的生產(chǎn)隱患。在具體的管理過(guò)程中比如可以實(shí)行崗位責(zé)任制、定期的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)以及去其它礦井的交流學(xué)習(xí)。

4.3 建立專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)

現(xiàn)代化煤礦開(kāi)采多是通過(guò)機(jī)械設(shè)備來(lái)完成，這就要求工人具有一定的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。在過(guò)去，煤礦工人多來(lái)自社會(huì)上，這些人受過(guò)的教育有限，對(duì)新知識(shí)的接受能力較差，導(dǎo)致在煤礦開(kāi)采過(guò)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(zhuān)業(yè)技術(shù)工人，這是煤礦企業(yè)面臨的困境。對(duì)于大型礦井，工人的流動(dòng)性比較大，這對(duì)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(zhuān)業(yè)的煤礦工人隊(duì)伍，來(lái)保證煤礦高產(chǎn)高效的順利進(jìn)行。這就要求煤礦企業(yè)要加大對(duì)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(yǔ)

隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，綜采技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)煤礦開(kāi)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(hù)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(guò)分析綜采工作面液壓支架的選擇問(wèn)題，主要有支護(hù)條件、頂板類(lèi)型以及工作阻力三個(gè)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(xiàn)：

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