采煤工作面（煤炭的第一生产现场）-趣爱秀

概述

采煤工作面作为煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点，是矿井事故的多发地点。煤矿顶板事故、透水事故、煤炭自燃事故、瓦斯爆炸事故、煤尘爆炸事故以及职业病在采煤工作面的发生都占有相当大的比例。因此，对采煤工作面进行风险评价研究，成为煤矿安全管理迫切需要解决的问题。在采煤工作面顶板事故中，有80%的原因是由管理不当引起的，由此可见：管理在采煤工作面顶板安全中占到很大的影响比重。着重分析采煤工作面顶板管理的需求，规划可行的管理措施，以此来提高采煤事业的安全度，确保采煤过程中的安全保护。采煤企业应全面做好顶板管理的工作，发挥其在安全采煤中的作用，进而强化采煤工作面顶板的管理。^[1]

主要设备

采煤机、刮板输送机、转载机、乳化液泵站、工作面端面系统.^[1]

设计

长度设计

对工作面走向长度的探讨在目前技术条件下，我国煤矿井下采煤工作面的走向长度是值得探讨的问题。合理的工作面走向长度应能够在最大限度地养活搬家次数的同时，提高煤炭资源回收率。当然，也不是越长越好，而应在摸清工作面具体地质条件的基础下，以具体地质条件和生产接续、配套设备条件等多方面因素为依据，对工作面走向长度予以合理设定，当前我国大型煤矿综放工作面走向长度大多介于1100～1400m间。^[2]

顺槽布置

轨道顺槽布置问题对于轨道顺槽的布置问题，应在考虑到巷道服务时间、变形等因素的同时，以矿井具体生产实际和地质条件为依据，在布置临近采空区采场时，将轨道顺槽沿空侧通长布置，并留置与老空区3.5m的保护煤柱。

运输顺槽布置问题为便于顺槽电机与皮带的安装，运输顺槽宜沿坡度设置机头段。并保证与联络巷连接位置处留有20m的平段，见煤层后再沿煤层底板掘进。同时，运输顺槽内的皮带应内错布置，皮带应与运输顺槽巷道和轨道顺槽巷道保持合理的距离。

运输顺槽联络巷布置问题运顺联络巷布置是采煤工作面施工的重要环节之一。运顺联络巷布置在运顺东侧或西侧，应以具体的井下地质条件为主要依据，并避免应力集中，以避免给顶板管理构成安全威胁，同时，应尽量减少巷道工程量，只有这样，运顺联络巷的布置才能够保证顺利通过立交，且不需要增加运输环节。^[2]

支架保护

采煤工作面合理支护的原则分析当采煤工作面支护面积较大时，可以单根支柱支护，结合特殊顶板的特殊支护方式来进行，这样能通过良好的顶板控制对支护面进行完整支护，从而构建一个相对最优的采煤作业空间。与其它区域比较，顶板集中点承受的压力相对较大，如果失控就可能发生冒落，对比其他地区的承受压力，顶板集中点的压力将大大增加，失控的顶板或许发生冒落。因此，应合理选择排数和排距的相关数据，有效防止过小或过大排距现象的形成，以避免顶板提前脱离煤层而发生冒落。

端头支护管理工作优化煤矿井工作面的安全开采直接受到工作面端头支护，以及高强度支护和大面积支护的影响。因此，选择更加合理的采放工作面端头方式方式，并在支护效果良好的基础上，进行经济成效更显著的施工作业无疑是可行的。过渡支架要选择最佳位置，输送机前后机头或机尾位置是最好的选择，当然，应当在支架的一侧设置相应的输送机减速器和前后驱动电机，这是确保采煤工作面全程保持与输送机中心距离长度一致性的有效措施。同时，特殊架构支架，也就是过渡支架必须设置于输送机过渡段。这个过程中，考虑如下过渡支架的如下问题：①要减小纵向基本架长度、输送机前后中心距，应最大限度地减小底座箱上部结构过渡支架的纵向尺寸。②后尾梁的掩护设置范围应尽可能适中，高度也要进行适当调整，这样能够保证相对宽裕的动作、移动空间和过煤空间。③与过渡架相应的基本架，应当具备放煤的功能，如采取单摆杆机制，使其在加大两排四柱架构后部空间的同时，避免底座与摆杆间千斤顶的失衡。同时，还应通过后尾梁与销轴合理连接的顶梁，进一步平衡千斤顶，从而调整尾梁达到适度的高度与状态，进而确保和控制纵向架的稳定性，实现合理控制放煤的目的。^[2]

事故种类

煤炭自燃事故

煤氧化发热，加上硫、磷、硫化铁和一定的水分作用，更能促长其发热自燃，煤表面受氧化作用后便生氧化热，如果通风不良，这种热不易散逸，那么温度就会慢慢上升，氧化作用也就更加剧烈，如此反复进行，达到一定温度，煤就能自燃发火，即煤的氧化自燃。

对工作面长度的探讨地质、采煤技术、生产管理、设备等条件，均会对采煤工作面的长度形成制约。目前，120～200m是国内采煤工作面最为常见的长度，这是开采实践中各种制约条件均衡的结果。当然，条件准许的情况下，应尽量加大采煤工作面的长度。这是因为：①适当增大工作面的长度，能减少区段煤柱占据区段整体资源的比例，从而提升区段煤炭的采出率；②适当加长的工作面更有利于采煤机械发挥作用，有利于机械优势的发挥，从而推动矿井增产增效。总之，应根据开采区域和煤层的不同，合理确定工作面的长度，这样才能有效提升煤炭的采出量。^[3]

顶板事故

顶板事故按冒顶范围大小可分为局部冒顶和压垮型大面积冒顶。在局部矿山压力（多为直接顶或伪顶）作用下，由于局部空帮、空顶或支护不当、不及时造成煤、岩局部垮落的事故叫局部冒顶。大面积冒顶是因矿山压力过大，主要是直接顶或老顶来压时，由于支护密度不够，顶板沉降不均衡造成支架断裂、垮塌，使采、掘、维护工作面大面积垮落的事故，称为压垮型大面积冒顶。大面积冒顶事故与矿山压力过大联系密切。^[3]

瓦斯爆炸事故

瓦斯爆炸就其本质而言，是适量浓度的瓦斯（主要成分为CH4）和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。

煤尘爆炸事故

煤尘爆炸必须具备三个条件：煤尘本身具有爆炸性；煤尘在空中处于悬浮状态，并达到一定浓度；存在高温热源。

透水事故

引起矿井水灾的决定性因素有3个：水源、涌水通道、聚集和排水条件。水源有地表水和地下水。地表水指河流、湖泊、水库、池沼等；而地下水则是指层间水、构造裂隙水、溶洞、老窑积水等。涌水通道是指有构造断裂带、导水陷落柱及裂隙、封闭不好勘探的导水钻孔等；聚集和排水条件是指排水系统的完善程度和能力的大小。

职业病

煤矿的采、掘、运等生产工艺过程中，均会产生大量粉尘，其粒径小于1mm。当粉尘粒径小于5μm的叫呼吸性粉尘（煤尘）。煤尘除了具有爆炸危害性能外，粉尘对人体健康具有很大危害。粉尘中含有大量的游离的SiO2，特别是呼吸性粉（煤）尘能致使人体呼吸道炎症并导致尘肺病的危害。^[3]

参考资料

[1] 【2】苏丽丽.煤矿采煤工作面安全管理研究[J](2014-12-25)[2017-05-27][引用日期2019-03-24]

[2] 【3】吴丙春.张得鑫.刘永巍.采煤工作面设计相关问题探讨.[J](2012-03-25)[引用日期2019-03-24]

[3] 【1】王焘.基于危险源理论的采煤工作面风险评价研究.[J](2008-04-15)[2017-05-[引用日期2019-03-24]