浅谈煤矿井下工作面支护技术与安全高效开采

王权伟

摘 要：本文主要探讨的是关于煤矿工作面支护与安全高效开采的相关问题，在具体论述的过程中，首先从我国当前煤矿开采工作面中支护支架的选择去入手分析，同时分析了一些特殊工作面在支护时需要做的一些特殊处理工作，其次对于煤矿高效开采模式的定义以及主要的煤矿开采模式做了简要的介绍，最后对于提高煤矿开采效率的措施做了讨论。

关键词：煤矿;工作面;支护;安全;高效;开采

当前，随着世界能源危机的加剧，对于煤矿的开采工作也显的意义重大，然而由于我国幅员辽阔，地形地质条件都比较复杂，这给煤矿的开采工作带来了一定的难度，而开采过程中安全高效的前提是煤矿工作面的支护必须达到要求，本文探讨的就是关于煤矿工作面支护与安全高效开采的相关问题。

1 开采工作面支护支架的选择

不同的煤矿由于受到地理位置以及地质条件的影响，对于不同的煤矿开采工作面在进行液压支架支护方式选择的过程中，需要确保所采用的支护支架与开采的相关条件相适应，液压支护的支架根据结构特点的不同可以分为掩护式、支撑式以及支撑掩护式，具体在选择的时候需要综合考虑矿井的结构特点、顶板的地质条件、煤矿开采的方式以及各种构架的优势等。在具体考虑的过程中，需要考虑到以下几点：

1.1 支架类型的确定

液压支架的类型比较多，它的主要区分是根据支架使用的范围，常见的一些支架类型主要有：薄煤层开采的支架、厚煤层开采的支架、中煤层带有一定坡度的支架、煤层分层开采的铺网液压支架等等，由于类型繁多，所以在确定的时候一定要根据煤层的开采方式以及工作面的条件选择最佳的支架类型，比如：支撑式液压支架主要用于采矿工作面的压力加大，顶板较为完整同时瓦斯含量较高的情况;对于掩护式支架主要用于工作面的压力来源不明而且顶板不是很完整的情况，对于其他的一些工作面的支护主要使用的是支护掩护式支架系统。所以对于支架类型的确定很关键，需要综合分析之后才能确定出合适的直接类型。

1.2 支架规格的确定

在确定了支架的类型以后，对于支架的规格也有明确的要求，这种要求主要表现在支架系统的最小高度以及最大高度，支架系统的最小高度一般不超过煤层开挖过程中煤层的最小厚度;相应的支架系统最大高度必须要超过煤层开挖过程中最厚煤层的高度，所以在选择支架规格的时候就主要从开挖煤层中最小的煤层厚度以及最大的煤层厚度两个方面去考虑。

1.3 支架工作阻力的确定

关于工作阻力的确定一方面包括阻力的来源，另一方面包括阻力的类型，在实际的设计过程中还需要根据支架的承载能力进行验算，对于支架的工作阻力一定要考虑全面，而且要根据实际情况确定。这样通过验算之后符合要求的支架才能使用。

2 特殊工作面顶板的支护处理

在煤矿开采过程中，会出现各种各样的工作面顶板，这在一定程度上对于支护支架产生了较大的影响，所以对于这些特殊的工作面顶板需要进行支护的处理，常见的特殊工作面顶板中主要包括以下几点：

坚硬顶板的处理，在煤层开采过程中，常常会遇到一些坚硬的顶板，这种坚硬的顶板如果收到较大的压力可能会塌陷下来，对于支护的支架系统造成较大的破坏，所以在支架系统支护之前，需要对该坚硬顶板进行护理，可以采用更大强度的支架系统或者采用爆破的方法提前将顶部处理掉。破碎顶板的处理，对于一般的破碎顶板在支护的时候可以选择掩护式支架进行支撑，对于破碎比较严重的顶板，在进行掩护式支架支持的同时需要采取一定的特殊手段，比较常用的一种方式就是在支护体系的上面铺设一层金属网，通过这些金属网可以避免顶板掉落的碎石对操作人员以及支护支架造成的破坏，在必要的时候还可以在金属网加设走向梁，通过走向梁实现对破碎顶板的支撑，从而保证采矿工作的安全进行。

3 煤矿高效开采模式的定义

煤矿高效开采指的是在一定的地理位置和地质条件下，通过采矿工艺、采煤方法、煤炭运输等方面的合理使用，使得煤矿开采过程中机械设备得到有效利用，同时提高了煤矿的开采效率。由于不同地理位置的不同，所以在煤矿开采过程中，需要根据现场的实际情况合理的进行资源优化配置，达到最大效率的提高机械设备的使用效率，同时相应的提高煤矿开采的整体效率。

4 煤矿高效开采的模式

在确保了支护系统的安全性以后，就可以采用一定的方法来实现煤矿开采的安全高效性。同样的对于煤矿高效开采的模式也是有着不同的类型，在选择的时候也是要将根据实际情况去选择最佳的开采模式，下面主要对高效开采模式的技术进行分析：

4.1 一矿一面单一型

该开采模式的主要特点是：在开采过程中需要的设备较少、人员也较少、生产系统比较简单，整个过程具有一定的连续性，一旦某一个环节出现问题，就会造成整个开采工作不能继续下去，而且对于操作人员的技术水平和专业素质都有着一定的要求。

4.2 一矿一面交替性

该高效采煤模式相对来说就占用的设备比较多，人员需要的也较多，就会使得整个过程中的设备利用率比较低，在抗灾变性能方面有了一定的提高。

4.3 一矿二面单一型

这个和“一矿一面单一型”相比，增加了一个工作面，分散了开采的过程，在开采过程中灵活性比较大。

4.4 一矿二面并联型

这种模式相应的生产效率提高了，对于开采过程中的风险也降低了，但是同样的需要较多的设备和人员，总体来说对于设备的利用率不是很高，而且集中开采的程度降低了。

以上分析了常用的几种高效开采模式，在具体使用某一模式的时候，需要对该模式作出相应的调整，并结合实际情况作出一定的变革。

5 提高安全高效开采的措施

5.1 不断创新采矿技术

当前使用的一些采矿技术都是发展的比较成熟的，在实际运用的过程中，可以实现对采矿技术工艺的创新，这种创新主要包括工作面个数、采煤方法、采煤工艺以及煤流的运输线等。通过改变可能就会使得生产效率大大提高。比如在经过技术论证之后将原有的一矿多面改为只有1个工作面，原有的巷柱式采煤改为厚煤层放顶煤长壁的开采方法，对于原有的炮采改为综合开采，将串并联的煤流运输线改为单一型的煤流运输线，这种在各方面的改革创新，使得采煤的效率大大的得到了提升，同时对于机械设备的使用效率也提高了。当然这些开采方式的改革创新是需要经过数据测定、系统分析以及相关经验分析后得出的。

5.2 加强矿井的管理

矿井管理水平的不断提升，可以为煤矿安全高效的开采工作做好后盾保障。煤矿的开采工作除了要具备一定的技术水平之外，整个管理工作在其中也起着重要的作用，因为开采工作比较复杂而且要求所有的工作人员都必须要严格的遵守规章制度，在管理问题上不能有丝毫的松懈，任何管理上的问题都会为煤矿的事故留下隐患，在具体的管理过程中比如可以实行岗位责任制、定期的对现场管理人员进行培训以及去其它矿井的交流学习。

5.3 建立专业的开采队伍

传统的煤矿开采过程中，除了现场的管理人员，其它的一些工人大都是来自不同的地方，而且对于煤矿方面的知识了解的并不多，在开采的过程中专业知识比较缺乏，而且工人的流动性比较大，这样对于提高煤矿的开采工作是不利的，所以对于某些大型企业公司需要建立属于自己的一支施工队伍，这样在开采的过程中，由于技术熟练并且具有一定的开采经验，相应的这支队伍在煤矿开采过程中的效率就会提高了。

6 结语

煤矿工作面的支护为煤矿的安全高效开采提供了一个基础，只有安全的支护体系才能保证煤矿开采过程中人员和设备的安全，所以煤矿工作面支护对于煤矿的开采意义重大。

参考文献：

[1] 高宏，高宪东.浅谈地方煤矿安全生产现状及相关对策[J].山东煤炭科技.2002（06）：37.

[2] 穆仲.综采工作面停采的顶板支护技术[J].山西焦煤科技.2006（05）：

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