浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题

浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题

赵文跃

云南省曲靖市富源县能源局技术中心 邮编： 655500

摘要：以煤矿综采放顶煤安全开采为对象开展探究。 结合具体工程实际， 从端头支护、 顶板安全管理、 顶煤漏冒及煤壁片帮防治、 末采安全管理等多个角度对综放作业中的安全开采管理进行全面探究， 希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。

关键词：矿井； 综放作业面； 端头支护； 安全管理

引言

在经济快速发展的情况下，需要不断完善顶煤综采技术，从而不断提升矿井采煤工作质量和工作效率，确保工作人员的安全性与稳定性，在工作面放顶采煤技术方面来讲，主要包含了作业方式、采煤机的使用方式以及支架方式等，在放零采煤施工过程中，需要对煤层的地质情况进行勘探，明确具体的施工步骤，从而才能根据实况制定相应的作业方式，提升煤炭的采出效果，从而为煤炭企业带来更多的经济收益。

1.放顶煤简析

所谓的放顶煤开采主要是沿倾斜的煤层工作中布置相应的液压支架、刮板输送机等设备，使整个井下形成一个相对稳定的工作面。此时，对支护上层工作面中煤层进行爆破或钻孔施加，使得上层煤矿在外界作用力下变成散煤，并掉落至相应的输送机设备上，以此实现对顶部煤的有效开采。根据煤层的地质构造特点，可将其分为分层放顶煤、全厚放顶煤、倾斜分段放顶煤。放顶煤采煤过程所需设备包括： 采煤机、液压支架、前端输送机、后端皮带输送机、刮板输送机等，开采原理为： 采煤过程采用了进一到移动一次的方式，即： 采煤机每完成一次煤矿的开采，液压支架则向前移动一个工位，在采煤机移动 3 次后，此时即可打开放煤窗口，以降低开采区域的粉煤灰聚集，之后立即关窗口，如此循环操作，实现对放顶煤的开采。

2.综采作业面顶板安全管理分析

a) 综采作业面支架挪移严格执行追机移架制度。b) 在回采推进过程中， 当遭遇顶板破碎区域时， 若出现煤壁片帮现象， 必须第一时间进行超前移架， 并打开护帮板进行控顶护帮， 同时要立即将操作把手放回原位置。 c) 出现顶板冒落现象时， 要第一时间进行背顶背帮作业， 并在确保顶板和巷帮控制稳定后， 对其进行割煤。 d) 针对作业面两侧巷道动压影响区， 要及时开展护帮护顶作业， 并确保其实际支护成效。 同时， 对回采中出现的片帮、 吊顶等问题， 要及时处置， 避免事故扩大。 e) 在综采作业面回采通过断层等特殊构造区域时，必须充分结合现场地质状况， 制订有针对性的过断层防护措施， 以确保综采作业面过断层期间的安全性、 有效性。 f) 在作业面初次放顶作业时， 应当严格按照相关规定进行施工作业， 特别是要加强对顶板及煤壁和超前巷道的观测， 并安排专人定期观测矿压， 以保证后续施工中可以准确预测来压步距。 g) 对作业面两侧端头密集支护进行严格管理， 确保支护始终安全有效。

3.提高回采率的措施分析及安全控制措施

3.1降低工艺损失措施

针对放顶煤工艺造成的损失问题，可采用由针对性的设计放顶方式。如针对放顶煤厚度较薄时，可采用单轮顺序放煤，主要是先将 1 号支架先行放出，再根据见矸的连续性情况，放出 2 号支架，以此类推操作，此方式不仅具有回采率高、含矸石率低等特点，也可大大提高工作面的放顶速度，在当前较多工作面放顶煤开采中应用的较为广泛。同时，若顶煤厚度相对较厚，则可选择多轮放煤方式进行放煤。同时，放煤过程中可采用间隔放煤方式。另外，在条件允许情况下，可尽量选用工作面更长区域进行放顶操作，由此可有效降低因工艺损失而造成的放顶煤回采率低问题。

3.2优化放顶煤开采技术方案

方案是指导矿井开采的指引依据，首先应该对方案内容进行优化。一是采用综合的开采工艺，应根据地质状况、煤层厚度及岩石性质确定开采方法。能够结合巷道工作面的支护布置，在基于安全与经济性的条件下，尽量采用沿底掘巷的开采方式。该类开采方式要求在每个工序的关键时间节点，放顶煤开采机械都及时就位，避免煤炭的损失掉落。同时，顶煤开采工作面应实行分组分区管理，将工作面合理切割，每个工作面水平距离约 200 m。工作面放顶煤的开采长度应在500~2 000 m，做到对开采工作面的精细化管理。在设计开采工艺方面应做好矿井的参数收集工作，尤其是对顶煤的厚度、硬度、倾斜角度等关键数据。

3.3液压支架型号的合理选择

由于工作面中顶煤的高度存在较为明显的不一致现象，在液压支架设计时，将根据放煤口的高低程度，将液压支架分为高位、中位、低位放煤液压支架。高位放煤液压支架的整体结构相对较高，对整个顶煤的支撑性能相对较好，且易于下层作业区域操作、设备维护保养，但存在散落的顶煤易丢失问题，顶煤的整体回采率较低。低位放煤液压支架则具有较好的放煤效果，顶煤的回采率也相对较高，但由于高度较低，极不容易对矸石进行有效控制，极容易降低顶煤的质量。中位放煤液压支架则处于两者之间。因此，在放煤过程中，需根据实际情况选择不同型号的液压支架，以此提高顶煤质量的同时，增加顶煤的回采率。

3.4防瓦斯

在综采放顶煤方案的角度来讲，需要在土层较厚的区域进行施工，所以在开采的过程中会逐渐形成大量的瓦斯气体，这也是施工过程中需要解决的主要安全隐患之一。为了对瓦斯进行有效的处理，那么就要在初始阶段建立瓦斯排查小组，在全程跟进检测，设置相应的瓦斯预防系统，定期对工程瓦斯进行抽离排解，从而逐渐增加瓦斯的排放效率。在工作面中还需要设置水射流风机，逐渐稀释局部瓦斯，在瓦斯密集的部分设置小风扇，达到理想的驱散瓦斯效果。

3.5防治水

在开展综采放顶煤施工过程中，水危害形成的主要原因有，顶板产生老空水和钻孔水，在这种情况下，为了确保施工的安全性，那么就要在施工中使用合理的安全管理措施。在开始阶段进行提前预防，再出现水后，采用瓦斯排放系统，将施工阶段的剩水和瓦斯彻底清理掉。在出现推覆体逐渐靠近的情况下，需要对控制效果进行严格管理，在一般的情况下使用只割不掉的方法提升开采进度。在施工较为复杂的地段可以使用单独的排水设备，避免水流对局部施工范围造成影响。另外还要对大量的抽水泵进行设置，逐渐缓解排水方面的压力。最后需要对水源进行提前测试，在水源较近的部分设置排水孔，及时清理封堵现象，在必要的情况下通过注浆的方式进行封堵。

结束语

综采作业面作为煤矿生产作业中十分常见的一种回采方式， 确保其应用的安全、 持续、 高效， 对矿井生产综合效益的提升意义重大。 但由于综采作业面一次回采煤层厚度较大，其顶板及煤壁稳定性控制一直是影响综采作业安全的关键要素。因此，矿井管理者必须高度重视相关问题，积极组织生产人员开展针对性的分析探究，总结行之有效的安全开采控制措施，这对矿井生产的持续高效开展意义重大。

参考文献：

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