煤矿综采技术及安全管理分析

＊张茂然 赵震

（山西省晋城市兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司 山西 048003）

煤矿开采作业中，应用综采技术的效果显著，能够提升煤矿开采效率与安全性，属于煤矿未来发展趋势。尽管综采技术的优势显著，但存在的适用性问题比较多。放顶煤开采技术，只能应用到大厚度、瓦斯含量低的煤层。大采高技术，多应用到大厚度煤层中，如果不能按照现有条件合理选择综采技术，将会引发安全事故。因此，了解和掌握综采技术特点，开采煤矿工程时，安全生产会极大依赖综采技术。

1.煤矿综采技术的特点分析

为了充分发挥出综采技术优势，安全开采煤矿工程，必须明确综采技术特点。综采技术特点在于开采强度大、效率高，顶板管理要求严格。

(1)开采效率高

综采技术的开采效率高，尤其是大厚度煤层，得益于综采设备。涉及到液压支架、输送机、采煤机。应用液压支架技术，可以提升顶板支护效率。采煤作业时，录音采煤机拖动液压支架移动，机械化开采煤矿，维护煤矿人员安全性。在长期发展过程中，综采技术变化比较多，以综采放顶煤技术、大采高技术为主。以上综采技术，能够优化改进传统综采技术，全面提升厚煤层开采效率。需要关注的是，提升开采效率，对工艺稳定性、设备可靠性要求高。当设备发生故障问题时，对开采效率影响大，还会引发安全事故。煤矿井下生产环境差，综采设备的故障率比较高。

(2)开采强度大

综采技术，能够显著提升煤层开采强度。比如，大采高技术，能够开采8.8m以上，明显增加煤矿工作面产量，但是安全隐患比较大。增加出煤量，也会增加瓦斯释放量，巷道瓦斯浓度比较高和增加开采厚度，会加剧瓦斯事故风险。当开采厚度加大，则岩体扰动影响明显，提升矿井突水事故率。在开采操作时，空气粉尘浓度增加，需要在液压支架上安装降尘设施。

(3)地质要求高

在开采煤层时，应用综采技术的效率比较高，然而煤矿地质条件要求严格。一般来说，综采工作面布设在地质构造简单、煤层倾角小的煤层中。如果煤层倾角比较大，应用综采技术作业时，液压支架的平衡度交叉，开采操作会遗留边角煤，导致煤炭资源采出率降低，还会出现冲击地压问题。煤层赋存地质条件，涉及到煤层走向、构造、厚度、倾角。综采工作面应用重型设备，搬运难度大，会花费大量时间与精力，还会加剧经费影响，所以必须控制综采工作面搬家次数。

(4)顶板要求高

在综采技术中，合理应用液压支架方式管理顶板，冒顶事故风险率较高，在部分地质构造区域，顶板破碎率较高。如果未发现区域问题，将会引发冒顶事故。此外，针对液压支架阻力，选择难度比较大。当液压支架阻力较大时，就会挤压工作面顶板。在搬运支架时，当液压支架工作阻力小，则无法支撑顶板，会引发冒顶事故。综采工作面发生冒顶事故，则必须清理工作面。

2.煤矿综采工艺技术分析

(1)短壁综合机械化开采

煤矿开采施工中，短壁综合机械化开采工艺应用较多，技术优势显著，能够保障煤矿综采机械化水平。应用该项技术工艺，可以适应不同地质环境条件，即使工作面复杂，也可以实行正常化开采。机械化开采水平高，能够获得显著生产效益。煤矿开采作业中，应用短壁综合机械化开采技术，必须认识到工作面特征，展示出技术价值与优势。具体优势如下：第一，短臂综合机械化工艺，是基础技术，多应用到短小工作面中。联合后退式开采方式，高效开采工作面。第二，应用双滚筒采煤机，可以制定采煤计划，为煤矿综采作业提供依据。遵循采煤工作区情况，优化选择采煤方式，同时做好技术应用，顺利开展煤矿采煤作业。应用采煤机、转载机，能够扩大煤层开采深度，稳定开展煤矿开采作业，不断提升煤矿生产高效性，有效支持煤矿开采作业。第三，综合应用轻型开采机械设备，可以提升工作面开采效率，为煤矿运输奠定坚实基础，实现煤矿综采目标。

(2)长壁综合机械化开采工艺

通常情况下，针对顶板状态良好、稳定性高、坡度缓的煤层，应用长壁综合机械化开采技术，可以获得理想化效果。在煤矿综采工艺设计中，需要应用超长采煤工作面，预先配置采煤机，包含多种刮板输送机设计工艺，其一为采煤面设计，利用采煤机，切割上部分、下部分煤层。其二是将中间巷作为运输巷道，配置刮板输送机，放置在上半部分、下半部分采煤面中，相向运输煤矿。长壁综合机械化开采技术，会简化开采工作面复杂工序，增加单刀切割煤炭开采量，有助于提升煤矿开采产量、综采效率。应用长壁综合机械化开采技术时，必须明确煤层工作面，联合工作面地质环境、输送机长度，参考煤矿日生产能力，保证煤矿综采产量、生产效益，实地勘察开采现场，对煤矿生产能力予以评估。合理规划工作面长度，控制工作面转移次数，全面提升生产效率。

(3)端头作业与快速搬家

针对煤矿工作面综采作业，端头支护、载机转移工作，也会影响综采作业实效性。在近期发展中，煤矿综采工作面持续发展，相应加快割煤速度，提升工作面端头支护要求。端头作业面临复杂问题，极大影响采煤作业开展效率，注重提升工作面端头作业效果。综采工作面快速搬家，涉及到通道支护、顶板维护、工作面支架运输等。快速搬家水平，对煤矿综采工作面效率影响较大。注重提升快速搬家水平，注重技术研究成效，实现不同要求设备与支架搬运效果，全面提升搬家效率，缩短设备搬家时间，维护综采生产作业连续性。

3.煤矿综采安全管理存在的问题

(1)人为因素

分析煤矿事故统计数据可知，人为因素所致安全事故率非常高，已经成为事故常见情况。多数职工文化水平不高，专业能力不足，缺乏安全意识，导致整个综采队伍素质能力低下。监管人员不注重履行职责，并未遵循标准要求执行管理工作，导致责任分工混乱。煤矿企业不注重职工岗前培训，也没有制定安全生产制度与规定。在大部分煤矿事故中，矿井人员缺乏自救知识，且自救能力不足，也不了解安全保障设备的操作方法，不能发挥出设备作用价值。部分矿工没有掌握事故应急处理知识，延误最佳自救时间，从而威胁生命安全，增加伤亡率。人为因素是综采安全管理的重点，必须加强人为因素管理，才可以确保安全管理效果。

(2)机械设备因素

煤矿开采生产中，大型设备机械属于重要基础，应用范围广。设备安全性能，对煤矿行业运行安全影响非常大，是引发安全问题的重要原因。机械设备操作不合理，极易发生安全事故。煤矿综采作业实践中，不注重设备机械检测与维修，没有定期检查设备性能与质量，都会引发安全事故。在使用设备机械时，未遵循安全规程操作，会加剧煤矿综采安全隐患，从而出现煤矿事故。多数煤矿设备陈旧，不注重日常养护，为了追求经济效益，过度限制机械设备资金投入。当面临复杂开采环境时，安全事故率较高，所以设备机械安全性能对综采作业运营有很大的影响。

(3)煤矿安全责任制度不完善

为了避免煤矿事故的发生，制定相关安全制度与规程，注重制度细则完善。然而在综采作业中，各项制度规定的落实度不佳，企业过度关注经济效益，不注重安全效益，忽视安全生产规则对企业发展的影响，无法有效实施安全管理制度。注重完善监管系统，充分发挥出系统应用价值，执行各项安全管理制度，才可以提升安全管理效益。

4.煤矿综采工作面安全管理

注重分析综采技术特点，开采作业安全性，科学管理工作面。管理内容涉及到地质勘探、通风、矿山压力监测、设备检修维护等。

（1）地质勘探工作。煤矿综采技术，对煤矿地质条件要求高。开采作业时，必须注重煤矿地质勘探工作。针对矿区大断层，勘探难度较小。针对工作面小地质构造，比如小断层、陷落柱，则勘探难度大。开采作业之前，详细探查地质构造问题，以免受到煤矿地质灾害影响。在陷落柱周边开采作业时，极易出现突水、冒顶问题。在小断层周边开采，会引发煤炭、瓦斯安全事故。对于勘测的地质异常问题，开采作业时，必须加大安全管理措施，例如卸压孔、支护施工等。

（2）注重通风作业。综采工作面作业期间，会增加煤体瓦斯释放量，增加巷道内煤体瓦斯浓度。为了确保作业安全性，必须保证工作面回风巷道通风效果。瓦斯爆炸和巷道瓦斯积聚相关，找寻瓦斯积聚区域，尤其是上隅角周边通风操作时，注重检查通风巷道通风状态。针对通风巷道堆放材料与设备，应当做好全方位清理，防止瓦斯聚集在局部地区。针对采空区，做好密闭工作，防止空气进入到采空区，氧化遗煤瓦斯量增加，加剧煤矿通风安全事故率。

（3）注重矿山压力监测工作。煤层地质条件复杂，开采操作时，导致压力分布的复杂度增加。为了确保支护效果，必须科学监测矿山压力。监测工作内容，注重矿山压力变化监测，巷道变形、巷道裂缝等问题。针对矿山压力增加区域，必须加大支护力度，降低冒顶事故率。同时，按照矿山压力监测情况，对液压支架工作阻力进行调整。

（4）注重设备检修与维护。综采工作面，依赖综采设备。当综采设备故障率较高时，将会引发不良问题。因此，要注重设备机械检修与维护。交接班工作中，注重综采设备检查，检查内容包含液压支架完好性、采煤机完好性。液压支架表面，卡入较多煤炭时，则必须尽快清理干净，避免对液压支架工作造成影响。当液压支架表面液压油积累多，则必须深入分析原因，并且做好清洁处理。

（5）注重顶板管理。在煤矿开采作业中，工作面顶板管理属于重要内容，会极大影响生产安全性。在开采操作中，顶板管理注重顶板完整性、顶板垮落控制。煤层顶板破碎，会引发冒顶事故。煤层顶板坚硬，突然跨落时，会冲击地板。所以，按照顶板实际情况，合理应用安全措施。顶板破碎率较高时，将金属网铺设在液压支架上方，防止碎石掉落到液压支架间。顶板坚硬时，应用注水方式、爆破方式，促使顶板跨落，缩小垮落步距。同时，顶板管理中，关注液压支架工作阻力，工作阻力较小时，则会出现支架压死问题，注重液压支架工作阻力调整，确保开采安全。

（6）分析综采安全管理工作。注重安全教育培训，可以不断提升工作人员素质能力。煤矿工作人员并未正确认知煤矿工作危险度，因此安全意识薄弱，煤矿企业必须落实安全技术教育与培训，将其作为安全管理重要方式，确保矿工认识到综采安全管理重要性。煤矿安全管理，并非是在发生安全事故后进行补救，而是采取事前预防与管控措施。企业注重安全知识与技能培训，组织矿工参与安全教育活动，全面遵循安全要求开展作业，保障煤矿综采工作面安全管理效果。通过安全培训，可以使综采人员掌握安全作业知识，学习事故发生规律，掌握事故预防对策，能够科学防护有害物质。通过科学的安全教育与培训活动可以提升矿工积极性，主动学习专业知识与技术，不断提升技术水平，熟悉作业规程，并将其应用到综采作业中，确保综采作业安全管理效果。

煤矿安全生产与经济效益密切相关，只有确保生产安全性，才可以维护生产的有效性，不断提升经济效益。当安全生产冲突较多时，生产必须让位于安全，将安全放在首要地位。煤矿井下生产，涉及到较多不安全隐患，且安全事故率比较高。煤矿生产期间，必须高度关注安全问题，加强警觉性。安全是企业生产的前提，生产是效益的保障。针对经济效益问题，不能仅关注利润、资金、成本等问题，还要将安全问题作为第一位。大量安全案例提示，只有搞好安全问题，才可以提升经济效益，降低安全事故率。因此，煤矿安全管理维度模式，涉及到3个层次、6个维度。煤矿安全管理系统中，人员属于重要控制者与完善者，因此人员素质属于系统核心。管理理念利用科学业务流程实现，因此流程问题为核心层次。管理理念、业务流程、管理制度，必须加大落实度与执行度。对于管理成败问题，执行力问题成为核心层次。人员素质与观念，涉及到流程、执行力、安全目标，核心系统需要核心维度支持，包括安全制度、安全组织、安全管理、安全文化、安全创新、安全战略。以上6个管理维度，在煤矿动态安全管理中具备重要作用，全面发挥出煤矿安全管理核心系统。

（7）注重设备机械安全管理。煤矿工作面综采进程，主要是确保工作面设备机械统一协调，加强设备机械安全性。综采工作面机械设备种类多按照煤层结构特点与条件，合理选择机械设备，优化配置设备模式，全面加强煤矿综采作业安全性。综采工作队伍使用合适的机械设备，定期检修和养护机械设备。煤矿开采环境多为露天状态，机械设备损坏率较高，必须派遣专人管理，及时检查和维护。定期保养维护，可以加强煤矿安全管理效果，确保机械设备运行效益，降低事故率。

（8）落实煤矿安全责任制度。落实安全责任制度，必须加大监管力度，派遣专人开展监督与管理工作。实行责任负责机制，细化责任分工。通过责任负责制度，可以有效调节制度落实和执行的矛盾问题，要求负责人及时上报工作进度，发生安全事故问题时，可以追究相关责任人。注重惩处违规操作，出现安全事故时，必须落实到相关人员头上，确保安全责任制度的严肃性，保障安全监督管理效益。

5.结束语

综上所述，在近几年发展中，煤矿基本实现机械化开采。综采技术成为主流开采技术，能够提升生产效率，且安全性良好，因此被广泛应用到矿区中。然而，技术人员还应当关注到综采技术问题，注重地质勘探管理、通风管理、顶板管理等，保证勘测覆盖工作面无死角。为了掌握通风网络运行状态，定期测定通风阻力。顶板开采操作中，注重顶板完整性、顶板垮落控制，保障开采作业安全性，希望能够提供参考价值。