煤礦井下安全高效開采與工作面支護技術研究

王永明

摘要：隨著煤礦開采技術的發展，綜采技術已經成為我國煤礦開采的主要工藝。綜采技術的高產高效不僅與煤礦地質條件有關，還與采用的綜采設備有關。在綜采設備中，液壓支架是重要的工作面支護設備，其工作的可靠性不僅關系到生產效率，更關系到煤礦生產的安全。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高效的一些措施，可以為有關技術人員提供參考。

關鍵詞：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，處于工業化的初期，對煤炭具有巨大的消費量。保證煤炭的產量對于我國的經濟建設具有重要意義。由于我國煤層地質構造復雜，導致我國煤礦開采過程中安全事故頻發。這不僅給國家帶來了巨大的經濟損失，也造成了惡劣的社會影響。在保證安全的前提下，實現煤礦高產高效是我國煤礦行業亟需解決的問題。隨著煤礦開采技術的進步，綜采已經成為大多數煤礦的主要采煤方法。由于綜采技術對地質條件的適應性較差，如何選擇合適的配套設備是提高綜采技術效率的關鍵。綜采設備中最重要的是液壓支架，液壓支架的選擇不僅關系到工作面的生產效率，更關系的采煤的安全性。因此，液壓支架的選擇是煤礦高產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

不同的煤礦地質條件存在差異性，在選擇液壓支架時應該根據煤礦的實際情況。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勢。在選擇時應該綜合考慮經濟、成本以及礦井的實際狀況，例如安裝條件、地質條件、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鍵的，根據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，由于地質條件的不確定性，會出現各種類型的頂板，這在某種程度上對液壓支架的使用產生不可忽視的影響。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，對液壓支架產生沖擊。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。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生影響，比較常用而且經濟的方式是在液壓支架上方鋪上一層金屬網。這些金屬網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 煤礦高產高效工作面

在煤礦高產高效模式確定后，就可以相應的開采支護系統，這樣可以保證煤層開采的安全性。在選擇時應該根據實際情況選擇最佳的開采模式。下面對經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常使用的開采模式，其主要特點是開采需要的設備少、生產系統較為簡單，整個過程具有很強的連續性。若在開采過程中，某個環節出現故障，則會導致整個系統出現問題，導致系統開采的不可連續。因此，這種開采模式對工程師的技術水平和專業素質都有著較高的要求。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備，對系統的協調性需求更高。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效率極高，降低了開采過程中由于故障導致的停采風險，這種開采模式只在煤層資源較好的地區才能使用，需要投入兩套生產系統，運行成本高。總的來說，一礦一面這種主流的開采模式應該是大多數礦井優先考慮的，而且技術相對比較成熟，成本較低。

4 實現工作面高產高效的措施

4.1 對采礦技術進行革新

目前，大多數礦井使用的都是一些成熟的采礦技術，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、革新采煤方法、優化采煤工藝以及運輸流程等。即使某個方面很小的（下轉第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，后來經過技術論證后，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。當然，這種方法也有一定的缺陷性。對于實際生產過程中的應用，還需采取一些特殊的措施。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。

4.2 提升礦井的管理水平

煤礦的高產高效是通過人和設備的協同作用實現的，保證人在煤礦生產過程中效率達到最大，這就需要高效的管理。由于現代化礦井的機械化程度較高，在管理時工人的分工應該更應該明確。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知識，熟悉整個礦井生產的流程。在煤礦開采過程中，礦井生產系統是一個復雜的系統，任何一個環節出現故障都會給煤礦生產帶來損失。因此，這就要求煤礦管理人員必須要嚴守規章制度，杜絕由于管理漏洞帶來的生產隱患。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。

4.3 建立專業的技術團隊

現代化煤礦開采多是通過機械設備來完成，這就要求工人具有一定的專業素養。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，導致在煤礦開采過程中生產效率低，而且不容易管理。由于煤礦惡劣的生產環境，很難找到高素質的專業技術工人，這是煤礦企業面臨的困境。對于大型礦井，工人的流動性比較大，這對礦井的高產高效是十分不利的。因此，煤礦企業需要建立一支專業的煤礦工人隊伍，來保證煤礦高產高效的順利進行。這就要求煤礦企業要加大對技術工人的投入，提高他們的待遇，保障他們的生活。

5 結語

隨著煤礦開采技術的發展，綜采技術已經成為我國煤礦開采的主要工藝。綜采技術的高產高效不僅與煤礦地質條件有關，還與采用的綜采設備有關。在綜采設備中，液壓支架是重要的工作面支護設備，其工作的可靠性不僅關系到生產效率，更關系到煤礦生產的安全。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高效的一些措施，可以為有關技術人員提供參考。

參考文獻：

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