综合机械化采煤中防止顶板漏矸的方法

综合机械化采煤中防止顶板漏矸的方法

张铁城

内蒙古聚祥煤业集团有限公司阳塔煤矿

017100

摘 要： 矿井综合机械化采煤在厚煤层和特厚煤层中采用了大采高综采技术和大采高综放开采技术，提高了工作面的单产效率，保障了矿井建设以及安全生产。本文针对我国煤矿综合机械化采煤技术及其发展过程以及采煤设备进行了阐述，对目前煤矿生产中经常采用的综合机械化化采煤方法进行了研究。

关键词：矿井 综合机械化 采煤技术 采煤方法

1综合机械化采煤技术的发展

我国的煤炭综合机械化采煤是从上世纪70年代开始在山西大同矿务局同家粱矿第一次从德国引进综采设备进行开采的，它开启了我国综合机械化开采技术及装备发展的先河。80年代，国内首次引入综放技术，并于1984年在沈阳蒲河矿务局60m长的工作面进行了试验。之后，我国逐步自主研发了一系列成套的煤炭综合机械化开采工作面装备，实现了普通综采设备的国产化。30多年来，我国煤炭工业逐渐步入“安全、高效、洁净”的健康发展快车道。无论是煤矿开采技术，还是开采装备水平均得到显著提升。尤其是近10年来，随着我国综合机械化技术及装备的快速发展，国内出现了一大批年产千万吨的安全高效矿井，极大地改善了我国煤矿综合机械化开采面貌。近年来，我国煤矿综合机械化开采技术与装备水平显著提高，自主研发并成功采用了3.5～7.0m厚煤层大采高综采技术，20m特厚煤层大采高综放开采技术，工作面开采技术参数指标有了大幅度的提高。同时，我国煤机装备制造业取得长足发展，开采设备能力及设备可靠性得以提高。在电牵引采煤机，系列化液压支架、大型刮板输送机及大运量、大运距胶带输送机等关键设备的开发上均取得了突破。

2 采煤工作中造成顶板漏矸问题的主要因素

在具体开展采煤工作时，顶板漏矸问题是影响工作安全与稳定的关键因素，需要各个煤炭企业引起高度重视。而想要科学预防漏矸问题，就必须要从整体工作环节方面入手，分析出现问题的主要因素。

2.1采煤工作环节的问题

采煤工作通常会涉及到巷道掘进和煤矿开采两大环节，一般需要使用专业的机械设备开展掘进工作。在掘进的过程中，会产生一定的震动效果。而煤层顶板位置处于悬空状态，上下相应力失去平衡。根据不同的顶板岩性和煤层赋存条件，将造成不同程度的煤层顶板离层及破坏的现象。这就是现阶段煤炭企业在工作环节中需要处理的重点工作任务，这与员工的专业工作能力有待进一步优化和提升有一定的关系。而这就是造成顶板漏矸问题的关键因素，需要煤炭企业从综采工作环节入手，研究科学优化支护方式，并对顶板进行有效支撑的可行方法。

2.2结构建设工作的问题

基于现阶段我国各个地区都开始推行综合化机械采煤工作，在工作开始之前，为了解决顶板漏矸的问题，工作人员通常会在工作面进行支架支护的建设工作。搭建方法以临时支护为主，方便拆卸和移动。在这个环节当中，有些煤炭企业为了能够合理降低经济成本投入，提高自身的经济效益，选择支撑物的标准是价格低廉，并没有重点关注材料的质量问题。根据支架状态监测可以发现，工作面支架的初撑力普遍偏低，仅达到额定初撑力的58%-65%，强支架弱支护的现象十分突出。同时，在长壁回采工作面上完成回采之后，因为液压支架梁端距范围内以及采煤机滚筒前后存在10-15m的长度间距。液压支架再次降架前移的时候，支架顶梁前或者是侧面往往容易出现二次漏矸。再加上，煤炭企业在日常工作环节当中，对员工缺乏安全教育工作，导致员工对开展支撑结构建设工作的重要性认识不足。经常会出现工作马虎的情况，这也是导致顶板存在漏矸风险的关键因素，需要煤炭企业引起高度重视。

3综合机械化采煤工作的应用优势及前期准备工作

开展综合机械化采煤工作时，煤炭企业应当科学分析出这种技术的应用优势，并应当明确工作的重点和难点所在。结合现阶段在防止顶板漏矸问题上的基本需求，做好充足的前期准备工作。

3.1应用优势分析

综合机械化采煤是指采煤工作面全部生产过程，包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理及回采巷道运输、掘进等全部机械化。与传统的采煤工作相比，综合机械化采煤工作的主要应用优势就是能够充分降低员工的工作压力，提高采煤工作的质量和效率。这是推动采煤行业可持续发展，满足市场对煤炭资源实际需求的基础前提，也是时代发展的必然要求。此外，在信息技术的发展背景下，机械化设备都可以通过核心计算机系统进行统一的管理和控制。能够及时发现设备运行过程中存在的安全隐患，保证采煤工作的顺利开展。

3.2前期准备工作

在优化采煤工作流程，提高采煤工作效率的过程中。煤炭企业必须要充分意识到综合机械化采煤工作的应用优势，并从造成顶板漏矸问题的主要原因展开分析，明确新时期的工作目标和方向。做好充足的前期准备工作，具体包括对工作人员操作机械设备开展采煤工作能力的提升，对员工进行安全知识教育工作，提高员工的工作素质，以及完善采煤所需要的基础设施，关注于设备的使用寿命和质量的问题。这还涉及到经济支出的环节，因此，煤炭企业还应当做好经济预算工作。在保证自身经济效益的基础上，推动各项采煤工作的有序运行，充分发挥出资金的应用价值。

4 在综合机械化采煤中预防顶板漏矸的可行方案

在开展顶板漏矸问题的预防工作时，首先应当做好顶板的设计与安装工作，并考虑顶板的受压问题。其次，应当从顶板支撑结构的设计工作入手，全面提高采煤工作过程中顶板的稳定状态。

4.1顶板的设计及安装

煤炭企业在实际研究顶板漏矸问题的解决对策时，首先就应当从顶板设计环节入手，研究顶板的厚度、长度、形状等基础数据信息。这还需要工作人员进行实地勘查工作，了解設计工作的重点及难点所在。选择合适的顶板材料，然后进行材料引进以及安装工作。本文以我国某地区的一处采煤区实际的综采工作面顶板设计工作为例展开分析。该采煤区目前长壁回采工作面采高（4.8m左右）大于两巷高度（3.7m左右），存在高度差的问题。在安装时，如何合理处理工作面的高度差就是现阶段需要解决的重点问题。在这项工作当中，主要应当从确保顶板材料质量及表面平整度两个角度来分析，这就对员工的专业工作能力提出了较高的要求。采煤企业可以面向社会招聘高技术、高素质的工作人员，以便于提高整体采煤工作团队的工作水平。

4.2顶板压力的合理分摊

结合本文当中的顶板漏矸问题分析过程可以发现，引发漏矸的主要原因与顶板所受的压力大小变化情况有一定的关系。因此，在综合机械化采煤工作过程中，除了要合理减轻钻探和开采环节设备的震动效果之外，还应当将工作重点放在对顶板所承受的压力进行合理分摊的工作。要不断加快工作面的推进速度，增大压力周期，有效减慢顶板载荷传递，使得基本顶台阶的下沉块度不断降低，以此实现提高岩体自承能力和稳定性的目的。这是解决顶板漏矸问题的关键所在，同时，实际采煤工作过程中，煤炭企业应当严格控制开采工作的高度。并对已经完成煤炭开采工作的区域进行合理的填充，避免由于顶部缺少支撑物而出现局部位置压力增大的情况。

4.3支撑结构的优化设计

在正常回采中，采煤机的截深是865m，在正常的回采高度下梁端距是500m，因此，支架前面的最大空顶宽度就是1365m。为了保证顶板的稳定状态，煤炭企业应当安排设计人员进行支撑结构的优化设计。在设计顶板的支撑结构时，首先应当积极总结以往的工作经验，明确传统结构的应用优势及不足，然后结合综采工作的基本特点进行创新设计。综采工作在一个作业面开采完成后，需要向下一个工作面推进，在这种情况下，工作人员可以利用机械化设备以及信息技术手段制作可以灵活移动的支架。结合工作需求对支架进行移动操作，这可以有效节约工作的时间，而且可以利用专业设备探测出顶板的受力薄弱部位。采取超前支架的方式进行灵活设置，确保采煤工作的可持续健康发展。

5在具体采煤工作中应当明确的注意事项

在煤炭企业具体开展综合机械化采煤工作时，还有一些注意事项需要遵守，这是影响新时期采煤行业发展进步的关键所在，具体可以从以下几个方面展开分析。

5.1人员管理环节

建立健全的监督管理机制是各项工作有序运行的基础前提，在实际进行采煤工作时，出现顶板漏矸问题的绝大部分原因是由于员工操作行为的因素。这就要求煤炭企业结合自身工作的实际情况，开展全面的人员管理工作，建立专门的管理部门，安排管理人员进行全程管理。基于新时期管理工作开始朝着人性化的方向发展，企业不能单一的通过严格的管理机制对员工进行行为约束，而是应当从思想教育的角度，提高员工对自身工作重要性的认识。然后，结合不同部门的工作职能，设置不同的考核任务，确保管理工作的科学性和合理性，从而全面消除工作环节中可能出现的安全风险隐患问题。此外，企业要重点提高员工的创新意识，不断研究优化采煤工作流程，提高工作效率的可行方案。

5.2设备检修工作

综采机械化采煤工作主要是依靠机械设备完成采煤工作的，因此，在工作环节中，煤炭企业必须要安排监管人员定期对设备进行保养和维修工作，消除工作运行环节中的安全隐患。通过这种方法提高设备的使用寿命，降低煤炭企业的经济成本消耗，推动企业各项工作的可持续健康发展。基于煤炭企业的工作任务量较大，实际开展采煤工作时需要使用的机械设备比较多。同时，各种设备的检修工作要求有一定的差异。因此，在实际开展检修工作时，企业还应当充分意识到信息技术的应用优势，积极收集和整理各种设备的使用要点及检修要点，拟定科学的检修工作方案。通常来说，可以安排工作人员以定期检修和临时抽检的方式展开工作，从而全面保障机械设备应用价值的充分发挥。

结语

在应用综合机械化技术开展采煤工作时，煤炭企业需要完善基础设施建设工作，充分利用专业的探测设备找到顶板受力的薄弱部位，然后应用信息技术手段，结合以往的工作经验，充分构建支撑结构模型。根据采煤工作的特点，选择可以灵活移动的支撑方法，以便于保障采煤工作的顺利推进。同时，煤炭企业应当注重于提高员工的专业工作素质及工作能力，优化顶板的设计方案。并建立健全的监管机制，规范顶板的安装流程，做好机械化设备的维修和保养工作，然后，利用管理制度规范员工的工作行为，以此实现提高煤质和保证安全生产的目的。

参考文献：

[1]陈勇，李百宜，郝德永，等.固体充填采煤沿空留巷顶板下沉影响因素研究[J].矿业研究与开发，2015（9）：14-19.

[2]石志仁，陈世江，杨志东，等.哈拉沟矿排矸巷复合岩层顶板稳定性分析[J].煤炭技术，2019，38（03）：29-31.

[3]张党茂.煤矿综合机械化采煤设备及工艺研究[J].能源与节能，2019（7）：128-129.

[4]麻日平.综合机械化采煤工艺的探究[J].江西化工，2019（4）：281-283.