煤矿综采工作面顶板管理技术分析

煤矿综采工作面顶板管理技术分析

于常伟

冀中能源峰峰集团邯郸宝峰矿业有限公司九龙矿河北邯郸056000

摘要：为了使煤矿采掘的安全性提升，给煤矿工作者提供一种安全的运行环境，务必高度重视煤矿综掘工作面的顶板管理工作，以确保煤矿工作者的人身安全，实施适宜的对策以避免出现安全事故。当今，煤矿综掘工作面顶板管理还面临一些缺陷，因此需要完善煤矿综掘工作面顶板管理的措施。

关键词：煤矿综采；工作面；顶板管理技术

引言

综采技术加快了煤矿开采速度，进而提高了企业自身经济效益。但是，当前我国顶板事故多制约了综采技术的发展和煤炭开采效率，因此，从问题入手，首先剖析与归纳通常造成顶板事故的诱因及引发因素存在的问题，并且根据这些问题提出了煤矿综采工作面顶板管理的相应的策略，旨在为综采顶板管理提供技术支持，改善顶板事故多发的现状，提高煤炭产业的经济效益。

一、工作面顶板概述

综采工作面（综合机械化回采工作面），在现代煤矿开采生产中极为常见。机械化开采的应用在很大程度上提高了煤矿开采的生产速度，同时为煤炭企业增加了更多的收入。工作面即煤炭的第一生产现场，顶板则是位于煤层上方一定距离的岩层，因此，在煤炭开采生产过程中，随着工作面的延伸，煤矿顶板暴露面积也随之扩大。煤层顶板按照顶板岩层岩性、岩层厚度、煤矿开采时煤层顶板变形特征和岩层垮落难易程度，可以分为伪顶、直接顶及基本顶（老顶）三种。

在现代煤矿开采过程中，相关的安全问题也随之出现。其中尤为严重的是与岩层顶板相关的安全问题，即顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏、生产终止等事故。对于现代煤矿生产作业，应首先进行深层次的剖析与归纳通常造成顶板事故的诱因与引发因素，加强对煤层顶板的管理，最大程度的降低事故发生的概率亦或彻底遏制顶板事故的发生，从而保护工作人员的生命财产安全和煤炭企业的切实利益，促进现代化发展。

二、煤矿顶板的岩层分类

根据顶板岩层与岩层之间的位置，顶板岩层被划分为3种，①伪顶岩层，在煤层之上，较为轻薄，容易受到外力制约而垮落，落煤的刹那间会坍塌整片，如此岩层大概是0.3m的厚度。②直接顶岩层，通常在伪顶岩层之上，有些也在煤层之上，主要由砂岩与页岩组成，质地较脆，容易坍塌和垮落，特别是在结束煤矿采掘将支架撤回的时候，这种煤层的稳定性易受到影响。③老顶岩层，在直接顶岩层之上，但不直接接触到直接顶岩层，跟前2种岩层比较质地较为坚硬，具备相应的厚度和良好的稳定性，即使在垮落直接定岩层的情况下也不会受到太大的制约作用，能够在采掘空区之上保持悬露面积。根据上述阐述，可划分出工作面顶板为坚硬、中等垮落、松软3种类型，以便于开展煤矿综掘工作面顶板管理问题的分析。

三、煤矿采煤综合机械化采煤工艺

煤矿开采期间的环境比较特殊，增大了开采难度，且作业期间存在较大的危险性。对此，在煤矿开采期间技术人员应充分利用各种先进的方法，使用更为先进的综合机械化采煤工艺，改善煤矿的开采条件，确保开采工作的顺利性与安全性。

1、长壁综合机械化开采

多数出现倾斜的煤层使用长臂综合机械化开采模式，应用期间可以有效避免斜切进刀等步骤对开采工作产生的不良影响，增大了工作面长度，增加了采煤机每一刀的切煤量。同时，通过增大工作面长度也可以减少搬家次数，提高了工作效率。同时，在对回采巷道进行支护时，煤层区域地质条件以及输送机的铺设长度等因素均会影响工作面的走向与具体长度。对此，施工人员在煤矿开采期间应结合实际情况使用合理的开采方法，不断规范综合机械化的采煤技术，从而确保采煤作业的顺利开展。

2、短壁综合机械化开采

短壁综合机械化开采方法具备较多优势，可以帮助施工技术人员更快的完成开采作业，提升开采效率，且开采期间具备较高的灵活性，因此被广泛应用至煤矿采煤作业过程中。短壁综合机械化开采工艺原理与机械设备具备较强的实用性，更为适用于规模较小的煤矿开采作业中。当部分矿井无法采用长壁综合机械化开采技术时，则开采作业期间可以使用短壁综合机械化开采技术，此种工艺更为灵活小巧，可以有效提升煤矿作业的开采效率，促进小规模煤矿开采作业的顺利进行。

3、薄煤层综合机械化开采

煤矿企业在开采薄煤层时存在较大难度，且受地质条件等因素的制约，加之受各种煤矿采煤技术的影响，以致薄煤层在进行开采作业时效率较低，无法达到预期的开采效果，增大了开采成本，降低了企业的经济效益与社会效益。随着市场对煤炭资源需求的不断增加，煤矿开采工艺得到了不断完善与改进，薄煤层拥有更多的煤炭量，因此也得到了广泛重视。但开采薄煤层需要较高水平的工艺技术，因此长时间内，煤矿开采人员不愿花费较多的人力、物力等资源在薄煤层的开采工作中。但随着煤矿开采技术以及开采设备的不断改进，薄煤层的开采工作也得到了一定发展，尤其在应用综合机械化开采工艺后，薄煤层的开采效率得到了大幅度提升，煤矿开采效果也显著增强。

四、煤矿综合机械化采煤工艺发展趋势分析

煤矿综合机械化采煤与以往的采煤技术比较而言，综合机械化采煤工艺有益于将煤矿开采的效率与安全性提升。这是综合机械化采煤工艺融合相对健全且完整的保障制度、引进了竞争与激励制度，以及积极探索与研究发展的结果。其在很大程度上健全了煤矿采煤技术，将煤矿采煤工艺与水平提高了，实现了煤矿产量高且效率高的目标。该种技术可以帮助达到煤矿各个工作面的单产量目的，增加工作面上的采煤点，并且缩减了工作面辅助步骤所消耗的时间。与此同时，在引入机械化与优化采煤工艺设备的过程中，还促使了高生产工艺，在一定程度上将煤矿综合机械化采煤工艺技术提高了，还优化了其工作步骤，实现了集中生产与高效率生产的目标。而在将来的发展过程中，煤矿综合机械化采煤工艺发展趋势会体现在这样几个方面：

首先，增加重要元部件的研发，提升工作面成套设备系统的可行性。研发高效、可靠的生产系统与开采布置，以及和生产过程监控及管理相匹配的成套开采技术，逐步优化工艺与设备。进行综合机械化采煤设备重要元部件材料工艺与系统配套、成套设施的可靠性与自动控制、带式输送机软启动设备与新的高能量蓄电池、防爆变频调速设备等重要元部件攻关，将单机设备可靠性与成套设备综合开机率提升。

其次，努力发展工作面生产工艺优化和自动控制技术，实现煤机设备自动控制。进行工作面作业方法与配套工艺探索与研究，开发采煤机煤岩界面自动辨识技术与自动控制系统、自动找直技术与设备姿态测试开工至技术等等。开发煤矿高效集约化的生产技术，建设出生产高度集中且可靠性强的开采技术，实现工作面单产以及生产集中化，并将提升经济效益与效率作为主要目标。构建工作面高智能集中控制中心，有效控制工作面设备，将煤矿综合机械化采煤工作面的自动化水平提升。

结束语

在管理煤矿综掘工作面顶板问题上，需要实现监管的综合性，健全一系列的采掘保护策略，让有关工作者不断增强安全生产观念、丰富技能和安全知识。注重安全确认工作，以增强场地操作能力。着重分析场地中的重大危险，确认好开展工作之前的全部工序，形成确认重大施工安全的规范和程序，且执行责任制，保障施工的安全，从而在降低煤矿综掘工作面顶板事故率的同时，实现理想的煤矿采掘工作效果。

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