煤礦綜采技術(shù)及安全管理分析

＊張茂然 趙震

（山西省晉城市蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司 山西 048003）

煤礦開采作業(yè)中，應(yīng)用綜采技術(shù)的效果顯著，能夠提升煤礦開采效率與安全性，屬于煤礦未來發(fā)展趨勢。盡管綜采技術(shù)的優(yōu)勢顯著，但存在的適用性問題比較多。放頂煤開采技術(shù)，只能應(yīng)用到大厚度、瓦斯含量低的煤層。大采高技術(shù)，多應(yīng)用到大厚度煤層中，如果不能按照現(xiàn)有條件合理選擇綜采技術(shù)，將會(huì)引發(fā)安全事故。因此，了解和掌握綜采技術(shù)特點(diǎn)，開采煤礦工程時(shí)，安全生產(chǎn)會(huì)極大依賴綜采技術(shù)。

1.煤礦綜采技術(shù)的特點(diǎn)分析

為了充分發(fā)揮出綜采技術(shù)優(yōu)勢，安全開采煤礦工程，必須明確綜采技術(shù)特點(diǎn)。綜采技術(shù)特點(diǎn)在于開采強(qiáng)度大、效率高，頂板管理要求嚴(yán)格。

(1)開采效率高

綜采技術(shù)的開采效率高，尤其是大厚度煤層，得益于綜采設(shè)備。涉及到液壓支架、輸送機(jī)、采煤機(jī)。應(yīng)用液壓支架技術(shù)，可以提升頂板支護(hù)效率。采煤作業(yè)時(shí)，錄音采煤機(jī)拖動(dòng)液壓支架移動(dòng)，機(jī)械化開采煤礦，維護(hù)煤礦人員安全性。在長期發(fā)展過程中，綜采技術(shù)變化比較多，以綜采放頂煤技術(shù)、大采高技術(shù)為主。以上綜采技術(shù)，能夠優(yōu)化改進(jìn)傳統(tǒng)綜采技術(shù)，全面提升厚煤層開采效率。需要關(guān)注的是，提升開采效率，對工藝穩(wěn)定性、設(shè)備可靠性要求高。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障問題時(shí)，對開采效率影響大，還會(huì)引發(fā)安全事故。煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境差，綜采設(shè)備的故障率比較高。

(2)開采強(qiáng)度大

綜采技術(shù)，能夠顯著提升煤層開采強(qiáng)度。比如，大采高技術(shù)，能夠開采8.8m以上，明顯增加煤礦工作面產(chǎn)量，但是安全隱患比較大。增加出煤量，也會(huì)增加瓦斯釋放量，巷道瓦斯?jié)舛缺容^高和增加開采厚度，會(huì)加劇瓦斯事故風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)開采厚度加大，則巖體擾動(dòng)影響明顯，提升礦井突水事故率。在開采操作時(shí)，空氣粉塵濃度增加，需要在液壓支架上安裝降塵設(shè)施。

(3)地質(zhì)要求高

在開采煤層時(shí)，應(yīng)用綜采技術(shù)的效率比較高，然而煤礦地質(zhì)條件要求嚴(yán)格。一般來說，綜采工作面布設(shè)在地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層傾角小的煤層中。如果煤層傾角比較大，應(yīng)用綜采技術(shù)作業(yè)時(shí)，液壓支架的平衡度交叉，開采操作會(huì)遺留邊角煤，導(dǎo)致煤炭資源采出率降低，還會(huì)出現(xiàn)沖擊地壓問題。煤層賦存地質(zhì)條件，涉及到煤層走向、構(gòu)造、厚度、傾角。綜采工作面應(yīng)用重型設(shè)備，搬運(yùn)難度大，會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間與精力，還會(huì)加劇經(jīng)費(fèi)影響，所以必須控制綜采工作面搬家次數(shù)。

(4)頂板要求高

在綜采技術(shù)中，合理應(yīng)用液壓支架方式管理頂板，冒頂事故風(fēng)險(xiǎn)率較高，在部分地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，頂板破碎率較高。如果未發(fā)現(xiàn)區(qū)域問題，將會(huì)引發(fā)冒頂事故。此外，針對液壓支架阻力，選擇難度比較大。當(dāng)液壓支架阻力較大時(shí)，就會(huì)擠壓工作面頂板。在搬運(yùn)支架時(shí)，當(dāng)液壓支架工作阻力小，則無法支撐頂板，會(huì)引發(fā)冒頂事故。綜采工作面發(fā)生冒頂事故，則必須清理工作面。

2.煤礦綜采工藝技術(shù)分析

(1)短壁綜合機(jī)械化開采

煤礦開采施工中，短壁綜合機(jī)械化開采工藝應(yīng)用較多，技術(shù)優(yōu)勢顯著，能夠保障煤礦綜采機(jī)械化水平。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)工藝，可以適應(yīng)不同地質(zhì)環(huán)境條件，即使工作面復(fù)雜，也可以實(shí)行正?；_采。機(jī)械化開采水平高，能夠獲得顯著生產(chǎn)效益。煤礦開采作業(yè)中，應(yīng)用短壁綜合機(jī)械化開采技術(shù)，必須認(rèn)識(shí)到工作面特征，展示出技術(shù)價(jià)值與優(yōu)勢。具體優(yōu)勢如下：第一，短臂綜合機(jī)械化工藝，是基礎(chǔ)技術(shù)，多應(yīng)用到短小工作面中。聯(lián)合后退式開采方式，高效開采工作面。第二，應(yīng)用雙滾筒采煤機(jī)，可以制定采煤計(jì)劃，為煤礦綜采作業(yè)提供依據(jù)。遵循采煤工作區(qū)情況，優(yōu)化選擇采煤方式，同時(shí)做好技術(shù)應(yīng)用，順利開展煤礦采煤作業(yè)。應(yīng)用采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)，能夠擴(kuò)大煤層開采深度，穩(wěn)定開展煤礦開采作業(yè)，不斷提升煤礦生產(chǎn)高效性，有效支持煤礦開采作業(yè)。第三，綜合應(yīng)用輕型開采機(jī)械設(shè)備，可以提升工作面開采效率，為煤礦運(yùn)輸?shù)於▓?jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)煤礦綜采目標(biāo)。

(2)長壁綜合機(jī)械化開采工藝

通常情況下，針對頂板狀態(tài)良好、穩(wěn)定性高、坡度緩的煤層，應(yīng)用長壁綜合機(jī)械化開采技術(shù)，可以獲得理想化效果。在煤礦綜采工藝設(shè)計(jì)中，需要應(yīng)用超長采煤工作面，預(yù)先配置采煤機(jī)，包含多種刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)工藝，其一為采煤面設(shè)計(jì)，利用采煤機(jī)，切割上部分、下部分煤層。其二是將中間巷作為運(yùn)輸巷道，配置刮板輸送機(jī)，放置在上半部分、下半部分采煤面中，相向運(yùn)輸煤礦。長壁綜合機(jī)械化開采技術(shù)，會(huì)簡化開采工作面復(fù)雜工序，增加單刀切割煤炭開采量，有助于提升煤礦開采產(chǎn)量、綜采效率。應(yīng)用長壁綜合機(jī)械化開采技術(shù)時(shí)，必須明確煤層工作面，聯(lián)合工作面地質(zhì)環(huán)境、輸送機(jī)長度，參考煤礦日生產(chǎn)能力，保證煤礦綜采產(chǎn)量、生產(chǎn)效益，實(shí)地勘察開采現(xiàn)場，對煤礦生產(chǎn)能力予以評(píng)估。合理規(guī)劃工作面長度，控制工作面轉(zhuǎn)移次數(shù)，全面提升生產(chǎn)效率。

(3)端頭作業(yè)與快速搬家

針對煤礦工作面綜采作業(yè)，端頭支護(hù)、載機(jī)轉(zhuǎn)移工作，也會(huì)影響綜采作業(yè)實(shí)效性。在近期發(fā)展中，煤礦綜采工作面持續(xù)發(fā)展，相應(yīng)加快割煤速度，提升工作面端頭支護(hù)要求。端頭作業(yè)面臨復(fù)雜問題，極大影響采煤作業(yè)開展效率，注重提升工作面端頭作業(yè)效果。綜采工作面快速搬家，涉及到通道支護(hù)、頂板維護(hù)、工作面支架運(yùn)輸?shù)?。快速搬家水平，對煤礦綜采工作面效率影響較大。注重提升快速搬家水平，注重技術(shù)研究成效，實(shí)現(xiàn)不同要求設(shè)備與支架搬運(yùn)效果，全面提升搬家效率，縮短設(shè)備搬家時(shí)間，維護(hù)綜采生產(chǎn)作業(yè)連續(xù)性。

3.煤礦綜采安全管理存在的問題

(1)人為因素

分析煤礦事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，人為因素所致安全事故率非常高，已經(jīng)成為事故常見情況。多數(shù)職工文化水平不高，專業(yè)能力不足，缺乏安全意識(shí)，導(dǎo)致整個(gè)綜采隊(duì)伍素質(zhì)能力低下。監(jiān)管人員不注重履行職責(zé)，并未遵循標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行管理工作，導(dǎo)致責(zé)任分工混亂。煤礦企業(yè)不注重職工崗前培訓(xùn)，也沒有制定安全生產(chǎn)制度與規(guī)定。在大部分煤礦事故中，礦井人員缺乏自救知識(shí)，且自救能力不足，也不了解安全保障設(shè)備的操作方法，不能發(fā)揮出設(shè)備作用價(jià)值。部分礦工沒有掌握事故應(yīng)急處理知識(shí)，延誤最佳自救時(shí)間，從而威脅生命安全，增加傷亡率。人為因素是綜采安全管理的重點(diǎn)，必須加強(qiáng)人為因素管理，才可以確保安全管理效果。

(2)機(jī)械設(shè)備因素

煤礦開采生產(chǎn)中，大型設(shè)備機(jī)械屬于重要基礎(chǔ)，應(yīng)用范圍廣。設(shè)備安全性能，對煤礦行業(yè)運(yùn)行安全影響非常大，是引發(fā)安全問題的重要原因。機(jī)械設(shè)備操作不合理，極易發(fā)生安全事故。煤礦綜采作業(yè)實(shí)踐中，不注重設(shè)備機(jī)械檢測與維修，沒有定期檢查設(shè)備性能與質(zhì)量，都會(huì)引發(fā)安全事故。在使用設(shè)備機(jī)械時(shí)，未遵循安全規(guī)程操作，會(huì)加劇煤礦綜采安全隱患，從而出現(xiàn)煤礦事故。多數(shù)煤礦設(shè)備陳舊，不注重日常養(yǎng)護(hù)，為了追求經(jīng)濟(jì)效益，過度限制機(jī)械設(shè)備資金投入。當(dāng)面臨復(fù)雜開采環(huán)境時(shí)，安全事故率較高，所以設(shè)備機(jī)械安全性能對綜采作業(yè)運(yùn)營有很大的影響。

(3)煤礦安全責(zé)任制度不完善

為了避免煤礦事故的發(fā)生，制定相關(guān)安全制度與規(guī)程，注重制度細(xì)則完善。然而在綜采作業(yè)中，各項(xiàng)制度規(guī)定的落實(shí)度不佳，企業(yè)過度關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益，不注重安全效益，忽視安全生產(chǎn)規(guī)則對企業(yè)發(fā)展的影響，無法有效實(shí)施安全管理制度。注重完善監(jiān)管系統(tǒng)，充分發(fā)揮出系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值，執(zhí)行各項(xiàng)安全管理制度，才可以提升安全管理效益。

4.煤礦綜采工作面安全管理

注重分析綜采技術(shù)特點(diǎn)，開采作業(yè)安全性，科學(xué)管理工作面。管理內(nèi)容涉及到地質(zhì)勘探、通風(fēng)、礦山壓力監(jiān)測、設(shè)備檢修維護(hù)等。

（1）地質(zhì)勘探工作。煤礦綜采技術(shù)，對煤礦地質(zhì)條件要求高。開采作業(yè)時(shí)，必須注重煤礦地質(zhì)勘探工作。針對礦區(qū)大斷層，勘探難度較小。針對工作面小地質(zhì)構(gòu)造，比如小斷層、陷落柱，則勘探難度大。開采作業(yè)之前，詳細(xì)探查地質(zhì)構(gòu)造問題，以免受到煤礦地質(zhì)災(zāi)害影響。在陷落柱周邊開采作業(yè)時(shí)，極易出現(xiàn)突水、冒頂問題。在小斷層周邊開采，會(huì)引發(fā)煤炭、瓦斯安全事故。對于勘測的地質(zhì)異常問題，開采作業(yè)時(shí)，必須加大安全管理措施，例如卸壓孔、支護(hù)施工等。

（2）注重通風(fēng)作業(yè)。綜采工作面作業(yè)期間，會(huì)增加煤體瓦斯釋放量，增加巷道內(nèi)煤體瓦斯?jié)舛?。為了確保作業(yè)安全性，必須保證工作面回風(fēng)巷道通風(fēng)效果。瓦斯爆炸和巷道瓦斯積聚相關(guān)，找尋瓦斯積聚區(qū)域，尤其是上隅角周邊通風(fēng)操作時(shí)，注重檢查通風(fēng)巷道通風(fēng)狀態(tài)。針對通風(fēng)巷道堆放材料與設(shè)備，應(yīng)當(dāng)做好全方位清理，防止瓦斯聚集在局部地區(qū)。針對采空區(qū)，做好密閉工作，防止空氣進(jìn)入到采空區(qū)，氧化遺煤瓦斯量增加，加劇煤礦通風(fēng)安全事故率。

（3）注重礦山壓力監(jiān)測工作。煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，開采操作時(shí)，導(dǎo)致壓力分布的復(fù)雜度增加。為了確保支護(hù)效果，必須科學(xué)監(jiān)測礦山壓力。監(jiān)測工作內(nèi)容，注重礦山壓力變化監(jiān)測，巷道變形、巷道裂縫等問題。針對礦山壓力增加區(qū)域，必須加大支護(hù)力度，降低冒頂事故率。同時(shí)，按照礦山壓力監(jiān)測情況，對液壓支架工作阻力進(jìn)行調(diào)整。

（4）注重設(shè)備檢修與維護(hù)。綜采工作面，依賴綜采設(shè)備。當(dāng)綜采設(shè)備故障率較高時(shí)，將會(huì)引發(fā)不良問題。因此，要注重設(shè)備機(jī)械檢修與維護(hù)。交接班工作中，注重綜采設(shè)備檢查，檢查內(nèi)容包含液壓支架完好性、采煤機(jī)完好性。液壓支架表面，卡入較多煤炭時(shí)，則必須盡快清理干凈，避免對液壓支架工作造成影響。當(dāng)液壓支架表面液壓油積累多，則必須深入分析原因，并且做好清潔處理。

（5）注重頂板管理。在煤礦開采作業(yè)中，工作面頂板管理屬于重要內(nèi)容，會(huì)極大影響生產(chǎn)安全性。在開采操作中，頂板管理注重頂板完整性、頂板垮落控制。煤層頂板破碎，會(huì)引發(fā)冒頂事故。煤層頂板堅(jiān)硬，突然跨落時(shí)，會(huì)沖擊地板。所以，按照頂板實(shí)際情況，合理應(yīng)用安全措施。頂板破碎率較高時(shí)，將金屬網(wǎng)鋪設(shè)在液壓支架上方，防止碎石掉落到液壓支架間。頂板堅(jiān)硬時(shí)，應(yīng)用注水方式、爆破方式，促使頂板跨落，縮小垮落步距。同時(shí)，頂板管理中，關(guān)注液壓支架工作阻力，工作阻力較小時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)支架壓死問題，注重液壓支架工作阻力調(diào)整，確保開采安全。

（6）分析綜采安全管理工作。注重安全教育培訓(xùn)，可以不斷提升工作人員素質(zhì)能力。煤礦工作人員并未正確認(rèn)知煤礦工作危險(xiǎn)度，因此安全意識(shí)薄弱，煤礦企業(yè)必須落實(shí)安全技術(shù)教育與培訓(xùn)，將其作為安全管理重要方式，確保礦工認(rèn)識(shí)到綜采安全管理重要性。煤礦安全管理，并非是在發(fā)生安全事故后進(jìn)行補(bǔ)救，而是采取事前預(yù)防與管控措施。企業(yè)注重安全知識(shí)與技能培訓(xùn)，組織礦工參與安全教育活動(dòng)，全面遵循安全要求開展作業(yè)，保障煤礦綜采工作面安全管理效果。通過安全培訓(xùn)，可以使綜采人員掌握安全作業(yè)知識(shí)，學(xué)習(xí)事故發(fā)生規(guī)律，掌握事故預(yù)防對策，能夠科學(xué)防護(hù)有害物質(zhì)。通過科學(xué)的安全教育與培訓(xùn)活動(dòng)可以提升礦工積極性，主動(dòng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)與技術(shù)，不斷提升技術(shù)水平，熟悉作業(yè)規(guī)程，并將其應(yīng)用到綜采作業(yè)中，確保綜采作業(yè)安全管理效果。

煤礦安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)，只有確保生產(chǎn)安全性，才可以維護(hù)生產(chǎn)的有效性，不斷提升經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)安全生產(chǎn)沖突較多時(shí)，生產(chǎn)必須讓位于安全，將安全放在首要地位。煤礦井下生產(chǎn)，涉及到較多不安全隱患，且安全事故率比較高。煤礦生產(chǎn)期間，必須高度關(guān)注安全問題，加強(qiáng)警覺性。安全是企業(yè)生產(chǎn)的前提，生產(chǎn)是效益的保障。針對經(jīng)濟(jì)效益問題，不能僅關(guān)注利潤、資金、成本等問題，還要將安全問題作為第一位。大量安全案例提示，只有搞好安全問題，才可以提升經(jīng)濟(jì)效益，降低安全事故率。因此，煤礦安全管理維度模式，涉及到3個(gè)層次、6個(gè)維度。煤礦安全管理系統(tǒng)中，人員屬于重要控制者與完善者，因此人員素質(zhì)屬于系統(tǒng)核心。管理理念利用科學(xué)業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)，因此流程問題為核心層次。管理理念、業(yè)務(wù)流程、管理制度，必須加大落實(shí)度與執(zhí)行度。對于管理成敗問題，執(zhí)行力問題成為核心層次。人員素質(zhì)與觀念，涉及到流程、執(zhí)行力、安全目標(biāo)，核心系統(tǒng)需要核心維度支持，包括安全制度、安全組織、安全管理、安全文化、安全創(chuàng)新、安全戰(zhàn)略。以上6個(gè)管理維度，在煤礦動(dòng)態(tài)安全管理中具備重要作用，全面發(fā)揮出煤礦安全管理核心系統(tǒng)。

（7）注重設(shè)備機(jī)械安全管理。煤礦工作面綜采進(jìn)程，主要是確保工作面設(shè)備機(jī)械統(tǒng)一協(xié)調(diào)，加強(qiáng)設(shè)備機(jī)械安全性。綜采工作面機(jī)械設(shè)備種類多按照煤層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與條件，合理選擇機(jī)械設(shè)備，優(yōu)化配置設(shè)備模式，全面加強(qiáng)煤礦綜采作業(yè)安全性。綜采工作隊(duì)伍使用合適的機(jī)械設(shè)備，定期檢修和養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備。煤礦開采環(huán)境多為露天狀態(tài)，機(jī)械設(shè)備損壞率較高，必須派遣專人管理，及時(shí)檢查和維護(hù)。定期保養(yǎng)維護(hù)，可以加強(qiáng)煤礦安全管理效果，確保機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效益，降低事故率。

（8）落實(shí)煤礦安全責(zé)任制度。落實(shí)安全責(zé)任制度，必須加大監(jiān)管力度，派遣專人開展監(jiān)督與管理工作。實(shí)行責(zé)任負(fù)責(zé)機(jī)制，細(xì)化責(zé)任分工。通過責(zé)任負(fù)責(zé)制度，可以有效調(diào)節(jié)制度落實(shí)和執(zhí)行的矛盾問題，要求負(fù)責(zé)人及時(shí)上報(bào)工作進(jìn)度，發(fā)生安全事故問題時(shí)，可以追究相關(guān)責(zé)任人。注重懲處違規(guī)操作，出現(xiàn)安全事故時(shí)，必須落實(shí)到相關(guān)人員頭上，確保安全責(zé)任制度的嚴(yán)肅性，保障安全監(jiān)督管理效益。

5.結(jié)束語

綜上所述，在近幾年發(fā)展中，煤礦基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開采。綜采技術(shù)成為主流開采技術(shù)，能夠提升生產(chǎn)效率，且安全性良好，因此被廣泛應(yīng)用到礦區(qū)中。然而，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)關(guān)注到綜采技術(shù)問題，注重地質(zhì)勘探管理、通風(fēng)管理、頂板管理等，保證勘測覆蓋工作面無死角。為了掌握通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，定期測定通風(fēng)阻力。頂板開采操作中，注重頂板完整性、頂板垮落控制，保障開采作業(yè)安全性，希望能夠提供參考價(jià)值。