採煤工作面

採煤工作面是指煤炭的第一生產現場，具有作業空間狹小、機械設備多、視覺環境差、溫度高的特點，其安全事故頻發，嚴重影響了整個煤礦的安全管理工作，是煤礦安全管理工作中的重點區域。

基本介紹

• 中文名：採煤工作面
• 外文名：Coal Working Face
• 基本釋義：煤炭的第一生產現場
• 歸屬學科：化石能源開採
• 要點：煤礦安全管理工作中的重點區域
• 套用：煤礦開採

概述

採煤工作面作為煤炭的第一生產現場，具有作業空間狹小、機械設備多、視覺環境差、溫度高的特點，是礦井事故的多發地點。煤礦頂板事故、透水事故、煤炭自燃事故、瓦斯爆炸事故、煤塵爆炸事故以及職業病在採煤工作面的發生都占有相當大的比例。因此，對採煤工作面進行風險評價研究，成為煤礦安全管理迫切需要解決的問題。在採煤工作面頂板事故中，有 80%的原因是由管理不當引起的，由此可見：管理在採煤工作面頂板安全中占到很大的影響比重。著重分析採煤工作面頂板管理的需求，規劃可行的管理措施，以此來提高採煤事業的安全度，確保採煤過程中的安全保護。採煤企業應全面做好頂板管理的工作，發揮其在安全採煤中的作用，進而強化採煤工作面頂板的管理。

採煤工作面主要設備

採煤機、刮板輸送機、轉載機、乳化液泵站、工作面端面系統.

採煤工作面設計

採煤工作面整體長度設計

對工作面走向長度的探討 在目前技術條件下，我國煤礦井下採煤工作面的走向長度是值得探討的問題。合理的工作面走向長度應能夠在最大限度地養活搬家次數的同時，提高煤炭資源回收率。當然，也不是越長越好，而應在摸清工作面具體地質條件的基礎下，以具體地質條件和生產接續、配套設備條件等多方面因素為依據，對工作面走向長度予以合理設定，當前我國大型煤礦綜放工作面走向長度大多介於 1100～1400m 間。

採煤工作面順槽布置

軌道順槽布置問題 對於軌道順槽的布置問題，應在考慮到巷道服務時間、變形等因素的同時，以礦井具體生產實際和地質條件為依據，在布置臨近採空區采場時，將軌道順槽沿空側通長布置，並留置與老空區 3.5m的保護煤柱。

運輸順槽布置問題 為便於順槽電機與皮帶的安裝，運輸順槽宜沿坡度設定機頭段。並保證與聯絡巷連線位置處留有 20m 的平段，見煤層後再沿煤層底板掘進。同時，運輸順槽內的皮帶應內錯布置，皮帶應與運輸順槽巷道和軌道順槽巷道保持合理的距離。

運輸順槽聯絡巷布置問題 運順聯絡巷布置是採煤工作面施工的重要環節之一。運順聯絡巷布置在運順東側或西側，應以具體的井下地質條件為主要依據，並避免應力集中，以避免給頂板管理構成安全威脅，同時，應儘量減少巷道工程量，只有這樣，運順聯絡巷的布置才能夠保證順利通過立交，且不需要增加運輸環節。

採煤工作面支架保護

採煤工作面合理支護的原則分析 當採煤工作面支護面積較大時，可以單根支柱支護，結合特殊頂板的特殊支護方式來進行，這樣能通過良好的頂板控制對支護面進行完整支護，從而構建一個相對最優的採煤作業空間。與其它區域比較，頂板集中點承受的壓力相對較大，如果失控就可能發生冒落，對比其他地區的承受壓力，頂板集中點的壓力將大大增加，失控的頂板或許發生冒落。因此，應合理選擇排數和排距的相關數據，有效防止過小或過大排距現象的形成，以避免頂板提前脫離煤層而發生冒落。

端頭支護管理工作最佳化 煤礦井工作面的安全開採直接受到工作面端頭支護，以及高強度支護和大面積支護的影響。因此，選擇更加合理的采放工作面端頭方式方式，並在支護效果良好的基礎上，進行經濟成效更顯著的施工作業無疑是可行的。過渡支架要選擇最佳位置，輸送機前後機頭或機尾位置是最好的選擇，當然，應當在支架的一側設定相應的輸送機減速器和前後驅動電機，這是確保採煤工作面全程保持與輸送機中心距離長度一致性的有效措施。同時，特殊架構支架，也就是過渡支架必須設定於輸送機過渡段。這個過程中，考慮如下過渡支架的如下問題：①要減小縱向基本架長度、輸送機前後中心距，應最大限度地減小底座箱上部結構過渡支架的縱向尺寸。②後尾梁的掩護設定範圍應儘可能適中，高度也要進行適當調整，這樣能夠保證相對寬裕的動作、移動空間和過煤空間。③與過渡架相應的基本架，應當具備放煤的功能，如採取單擺桿機制，使其在加大兩排四柱架構後部空間的同時，避免底座與擺桿間千斤頂的失衡。同時，還應通過後尾梁與銷軸合理連線的頂梁，進一步平衡千斤頂，從而調整尾梁達到適度的高度與狀態，進而確保和控制縱向架的穩定性，實現合理控制放煤的目的。

採煤工作面事故種類

煤炭自燃事故

煤氧化發熱，加上硫、磷、硫化鐵和一定的水分作用，更能促長其發熱自燃，煤表面受氧化作用後便生氧化熱，如果通風不良，這種熱不易散逸，那么溫度就會慢慢上升，氧化作用也就更加劇烈，如此反覆進行，達到一定溫度，煤就能自燃發火，即煤的氧化自燃。

對工作面長度的探討 地質、採煤技術、生產管理、設備等條件，均會對採煤工作面的長度形成制約。目前，120～200m 是國內採煤工作面最為常見的長度，這是開採實踐中各種制約條件均衡的結果。當然，條件準許的情況下，應儘量加大採煤工作面的長度。這是因為：①適當增大工作面的長度，能減少區段煤柱占據區段整體資源的比例，從而提升區段煤炭的采出率；②適當加長的工作面更有利於採煤機械發揮作用，有利於機械優勢的發揮，從而推動礦井增產增效。總之，應根據開採區域和煤層的不同，合理確定工作面的長度,這樣才能有效提升煤炭的采出量。

頂板事故

頂板事故按冒頂範圍大小可分為局部冒頂和壓垮型大面積冒頂。在局部礦山壓力（多為直接頂或偽頂）作用下，由於局部空幫、空頂或支護不當、不及時造成煤、岩局部垮落的事故叫局部冒頂。大面積冒頂是因礦山壓力過大，主要是直接頂或老頂來壓時，由於支護密度不夠，頂板沉降不均衡造成支架斷裂、垮塌，使采、掘、維護工作面大面積垮落的事故，稱為壓垮型大面積冒頂。大面積冒頂事故與礦山壓力過大聯繫密切。

瓦斯爆炸事故

瓦斯爆炸就其本質而言，是適量濃度的瓦斯（主要成分為CH4）和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產生的激烈氧化反應。

煤塵爆炸事故

煤塵爆炸必須具備三個條件：煤塵本身具有爆炸性；煤塵在空中處於懸浮狀態，並達到一定濃度；存在高溫熱源。

透水事故

引起礦井水災的決定性因素有3個：水源、湧水通道、聚集和排水條件。水源有地表水和地下水。地表水指河流、湖泊、水庫、池沼等；而地下水則是指層間水、構造裂隙水、溶洞、老窯積水等。湧水通道是指有構造斷裂帶、導水陷落柱及裂隙、封閉不好勘探的導水鑽孔等；聚集和排水條件是指排水系統的完善程度和能力的大小。

職業病

煤礦的采、掘、運等生產工藝過程中，均會產生大量粉塵，其粒徑小於1mm。當粉塵粒徑小於5μm的叫呼吸性粉塵（煤塵）。煤塵除了具有爆炸危害性能外，粉塵對人體健康具有很大危害。粉塵中含有大量的游離的Si O2，特別是呼吸性粉（煤）塵能致使人體呼吸道炎症並導致塵肺病的危害。