基于安全管理制度的合理化采煤

秦二年

[摘要] 目前国内一些中小煤矿因管理水平等因素，一直维持简单再生产，采用落后的房柱式采煤方法，井下装备简陋，安全条件差，资源回收率低。为了安全合理的采煤技术不但可以保证矿井生产能力，而且应该实现安全高效开采，同时最大限度地回收资源，保证矿井安全生产，提高矿井经济效益，对采煤技术改革势在必行。

[关键词]煤矿，采煤技术，合理

中图分类号：TD82文献标识码： A 文章编号：

一、前言

当前，煤矿安全问题已成为关系到国计民生、煤炭产业持续发展的瓶颈之一。在煤矿事故中，人因（缺陷设计、管理失误、故意违章）所占比率实际上高达97.67%，矿井作业人员的不安全行为是导致中国煤矿事故的重要致因。因此，煤炭企业矿井作业人员的行为安全是影响煤矿安全的重要因素。如何让众多存在差异性的个体在复杂的煤矿作业环境中始终能做出个体自主意识主导下的安全行为选择是值得深入研究的重要课题。

煤矿井工开采的重要特点是地下作业。采用矿井开采时，要开凿井筒通至地下，掘进巷道，布置采区(盘区)和采煤工作面，进行采煤，采掘工作面要及时支护，采煤后的采空区应进行处理，采出的煤、矸要运输并提升到地面。因此，煤矿地下开采的生产环节多，工序复杂，要以开采为中心，搞好掘进、运输、提升、通风、排水、动力供应、通讯、地面布置及生产系统等的配合，搞好生产方法及组织管理。采煤方法优化的含义就是在所在矿区采用或引进新的采煤方法或装备，对矿井的相关生产系统进行优化改造，对相关生产组织制度和作业方式进行变革，从而达到提高生产效率、经济效益和安全水平的目的。

二、合理优化煤矿采煤技术，提高采煤安全性

目前有不少矿务局正在试验离层注浆控制或减缓地面沉陷的新方法，只要具有合适的覆岩结构、选准离层带的位置、掌握好随工作面推进离层发生、发展及闭合的动态时空规律，也可取得良好的效果，但这种方法充填量大、充填水体进入裂隙带后可形成事故隐患。协调开采是利用两个煤层或分层同时开采所产生的地表移动和变形相互抵消的原理来达到减少开采对地表的影响。

2.1离层注浆

（1）离层带充填技术简述离层带注浆减缓地表沉降技术是通过地面钻向采空区上方覆岩中的离层带高压注入液体充填材料以达到控制覆岩下沉为途径，最终实现控制地表沉降的目的。充填浆液在离层空间中的作用主要是，充填离层空间控制覆岩下沉，充填液体脱水后能形成足够强度的“似岩体”支撑上覆岩体。实施离层充填技术的关键是创造有离层存在的条件，控制采空区尺寸，使之不能达到充分采动，也即要准确确定可充填离层带位置。开采尺寸是与离层分布规律密切相关的主要因素，在一定采深条件下开采尺寸直接决定于覆岩中拱梁平衡结构的形成，覆岩中达到极限拱时的最大开采尺寸为形成离层空间的最佳开采尺寸，开采尺寸直接限定离层分布范围，随工作面的推进，离层发展高度增加，并趋于定值，当工作面推进距离超过0.85倍的开采尺寸时达到充分采动，这时覆岩中的拱梁平衡结构遭到严重破坏，离层消失，此时地表将大幅度下沉。

2.2条带开采

条带开采法是一种特殊的开采方法，将被开采的煤层划分为比较正规的条带形状，采一条(采宽b)，留一条(留宽a)，使留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重量，而地表只产生较小的移动和变形。

（1）条带开采设计原则

110f科技博览开采后条带煤柱应有足够的强度和稳定性，能长期、有效地支撑上覆岩层，从而达到减少地表移动和变形的目的。条带的开采宽度，其尺寸应限制在不使地表出现明显的波浪状下沉盆地，而是仅出现单一平缓的下沉盆地范围内。

（2）采留比的确定方法

煤柱强度不仅与煤柱试块的单轴强度、煤柱长度、宽度和高度有关，还与煤柱弱面、顶底板岩性和煤柱侧应力等围岩体系有密切关系。在一般条件下，条带煤柱的强度计算，推荐采用Wilson方法。Wilson通过对煤柱加载试验，发现在加载过程中煤柱的应力是变化的，从煤柱应力峰值到煤柱边界这一区段，煤体应力超过屈服点，称这区域为屈服区。其宽度为Y，边界峰值内的煤体变形较小，应力没有超过屈服点，大致符合弹性法则，称这区域为煤柱核区，宽度用s表示。实验证明，屈服区宽度与开采深度H和开采厚度M有关。条带煤柱的留宽。我们在实例部分设计条带开采参数时，就是通过对具体的地质、采矿条件分析，按照上述原则进行的，最终得到的是采出率高、煤柱稳定、地表移动变形小的优化方案。

（3）条带开采地表移动和变形预测根据实测资料可得，条带开采的地表移动和变形规律与正规工作面回采相似，条带开采的地表移动和变形可用概率积分法求解，但它的下沉系数、主要影响角正切、水平移动系数比正规工作面回采的小。

2.3及时更新技术，采取新工艺

不断加大科技投入,充分利用新技术、新装备、新工艺,提高煤炭生产的科技含量。购进先进的综采设备、超前液压架组、综掘机、胶轮车等设施,有效提高了生产效率和安全保障能力。尽量利用综采设备，实现了大倾角极薄煤层的综合机械化开采。对所有矿井全部安装了井下无线通讯系统、人员定位系统和井下泵房远程集控系统。对各矿的主提升、主要泵房、压风机、提风机、皮带运输机以及斜巷安全设施、通风及防尘设施等实现了自动控制。建立完善集中自动控制、生产调度指挥、安全管理预警三大综合信息中心,提高了对安全事故的预防监控能力。

三、安全实践评价

为了保证煤矿安全管理制度的有效性，采煤技术安全性必须放在优先考虑的位置，合理优化采煤技术不仅提高采煤的效率，更主要的是提高采煤的安全性。我们可以采取2种技术：离层注浆和条带开采。2种开采方法，它将开采区段划分为比较规则的条带形状，采一条，留一条，留下的条带煤柱能够充分支撑上覆岩层的载荷，在整个开采条带采完后，地表形成一个单一均匀的下沉盆地，产生微小的移动和变形，该方法与全部开采方法相比，回采率较低，但能有效控制地表的沉陷，实现煤层下安全开采。

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