大采高綜采技術(shù)的關(guān)鍵問題與對策

郭小水

(山西陽城陽泰集團竹林山煤業(yè)有限公司，山西陽城048100)

0 引言

隨著煤礦行業(yè)的快速發(fā)展，我國能源的需求量不斷增加，對煤礦開采技術(shù)也提出了更高的要求，煤炭開采的現(xiàn)代化水平也有大幅度提升。大采高綜采技術(shù)是目前煤礦開采中常用的采煤技術(shù)，在促進(jìn)煤炭開采效率提升的同時，也存在著一些亟待解決的技術(shù)問題。只有將這些關(guān)鍵問題進(jìn)行有效地解決，才能保證煤炭開采效率的持續(xù)提升，同時保證煤炭開采的安全性。

1 大采高綜采的概念與基本特征

大采高是相對普通采高而形成的概念，一般認(rèn)為大采高的割煤高度應(yīng)當(dāng)在3.0 ～3.5 m 以上，因此大采高綜采技術(shù)可以理解為針對高度大于3.5 m 的煤層進(jìn)行機械化開采技術(shù)。與普通的采高相比，大采高綜采技術(shù)有以下幾個基本的特征:第一，大采高與分層綜采技術(shù)相比，巷道布置簡單，而且生產(chǎn)工序簡單，生產(chǎn)效率更高，不需要大量的維護工作，可以保證煤礦開采效率;同時與綜放開采相比，也有產(chǎn)出率高、粉塵污染小等優(yōu)點。第二，大采高綜采的高度與普通采高相比更高，而且對巖層的破壞范圍大，可以在作業(yè)面內(nèi)實現(xiàn)有效的回轉(zhuǎn)和運動。第三，工作面的強度較大，而且支架穩(wěn)定性存在較多不安全因素。同時，工作面的煤壁片幫現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)支架結(jié)構(gòu)受到影響時，容易使周圍的巖層系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響，一旦支架失穩(wěn)，控制難度較大。

2 大采高綜采技術(shù)的關(guān)鍵問題與對策

為了促進(jìn)大采高綜采技術(shù)的有效運用，需要對其應(yīng)用過程中可能會產(chǎn)生的問題進(jìn)行有效地解決。從大采高綜采工作面的角度出發(fā)，在不同工作面中的開采方式有著一定的差別，同時對于支架穩(wěn)定性也有著不同的要求。具體地說，大采高綜采技術(shù)的關(guān)鍵問題，需要從以下幾個方面考慮。

2.1 設(shè)備穩(wěn)定性問題

對于厚煤層、特厚煤層的開采，是大采高綜采技術(shù)應(yīng)用較為廣泛的范圍，而設(shè)備穩(wěn)定性問題一直是影響大采高綜采技術(shù)應(yīng)用效果的重要因素。在大傾角煤層開采過程中，因為開采的傾斜角度大，因此輸送機很容易發(fā)生下滑的現(xiàn)象，基恩如導(dǎo)致支架失穩(wěn)，使得刮板輸送的設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)，影響工作面的正常掘進(jìn)，甚至?xí)?dǎo)致運輸機和支架抵幫現(xiàn)象的發(fā)生。另外，由于大采高綜采技術(shù)通常應(yīng)用在工作面較大的區(qū)域內(nèi)，如果工作面的頂部發(fā)生破壞，就可能會導(dǎo)致支架失穩(wěn)，產(chǎn)生坍塌，不僅影響開采效率，也可能會造成一定的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

對此，應(yīng)當(dāng)著重加強對設(shè)備穩(wěn)定性的控制，以此來保證煤礦生產(chǎn)的安全性和持續(xù)性。一方面，對工作面兩頭的進(jìn)尺比例進(jìn)行嚴(yán)格地控制，并且調(diào)整刮板輸送機的順序。當(dāng)工作面掘進(jìn)時，受到重力因素的影響，可能會使得工作中的設(shè)備發(fā)生下滑現(xiàn)象，這時就要根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)的預(yù)兆現(xiàn)象及時對工作面進(jìn)行調(diào)整，確保其傾斜的角度符合合理的傾角，這樣才能避免刮板輸送機的下滑，可以使工作面的掘進(jìn)方向與走向一致。同時，刮板輸送機在下滑的過程中會與煤壁形成一定的傾斜角度，從而導(dǎo)致刮板輸送機的下滑速度加快。所以，也需要對移駕順序進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證工作面與煤壁之間的角度。另一方面，加強對工作面頂板的控制和管理。如果工作面內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)育的不夠成熟，就需要采用合理的技術(shù)手段對頂板進(jìn)行控制;如果頂板不穩(wěn)定，就需要做好支架，在頂板內(nèi)部設(shè)置一層金屬網(wǎng)，以此來保證頂板的完整性;如果頂板的完整性無法保證，就需要使用單個的液壓支柱來實現(xiàn)對工作面頂板結(jié)構(gòu)的支撐。當(dāng)頂板出現(xiàn)斷層時，要及時地修補，防止液壓支架倒塌而引起安全事故。

2.2 煤壁片幫控制問題

煤壁片幫是大采高綜采技術(shù)應(yīng)用過程中常見的一個問題，對于煤壁片幫進(jìn)行有效的控制，是提高煤礦開采效率的基本保證。在大采高綜采技術(shù)的應(yīng)用過程中，由于煤壁片幫問題引起的事故是普通綜采技術(shù)的幾倍，而以往利用煤壁塑性區(qū)發(fā)育寬度來判斷和治理煤壁片幫的治理技術(shù)存在著一定的弊端。因為煤壁本身具有很強的塑性，而煤壁塑性變形是片幫的必要條件。另外，煤壁片幫也是一個實效性的問題，所以對煤壁片幫的控制問題，必須要引起足夠的重視。筆者認(rèn)為，可以通過提高支架工作阻力、縮小端面距、采用二級護幫機構(gòu)、及時移駕等措施來有效控制煤壁片幫現(xiàn)象的發(fā)生，保證煤礦開采的安全性。另外，在該問題的防治上，還需不斷進(jìn)行理論研究和實證研究，建立煤壁片幫的理論判別式，分析其時效性，研究工作阻力、初撐力等支架參數(shù)對煤壁穩(wěn)定性的影響規(guī)律。

2.3 端部圍堰穩(wěn)定性控制問題

端部圍堰的穩(wěn)定性與煤礦開采的效率有著密切的關(guān)系，同時影響工作面的推進(jìn)速度，這也是影響大采高綜采技術(shù)的作用是否能夠充分發(fā)揮的重要因素。由于巷道掘進(jìn)技術(shù)還不夠完善，因此在大采高綜采技術(shù)的平巷高度方面，一般不超過2 ～3 m，這使得一些工作面的底部留煤，這對于支架的穩(wěn)定性也產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，要對端部圍堰穩(wěn)定性的控制問題給予足夠的重視，以工作面的穩(wěn)定性為核心，加強支架的穩(wěn)定性，減少支架的承重力，以此來增強端部圍堰穩(wěn)定性，從而保證大采高綜采技術(shù)的有效運用。

2.4 工作面防治水問題

在煤礦開采的過程中，如果忽略工作面的治水問題，就會導(dǎo)致采空區(qū)涌水問題，使得水流進(jìn)入到工作面，導(dǎo)致機械設(shè)備無法運轉(zhuǎn)。如果運輸巷道處在地勢較低的地區(qū)，無法有效地利用排水泵進(jìn)行排水。所以，針對工作面的防水問題，可以在機頭端頭支架切頂?shù)奈恢蒙?，利用沙袋堆積，在巷道的底板位置構(gòu)建一個擋水堰，并且做好相應(yīng)的引導(dǎo)設(shè)置，可以將水排入水槽中，避免其進(jìn)入到工作面對機械設(shè)備產(chǎn)生影響。另外，在巷道地勢低洼地區(qū)，可以鋪設(shè)PVC 管路，利用管路的傾斜度，將管路的一頭設(shè)置為沉淀池，另一頭連接到水槽中，這樣可以將水流直接引入到泄水巷中，避免流入到工作面。

3 結(jié)語

隨著煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展，大采高綜采技術(shù)的應(yīng)用范圍也日漸廣泛。為了促進(jìn)大采高綜采技術(shù)的有效運用，筆者對大采高綜采技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題以及相應(yīng)的對策作詳細(xì)地分析，以期促進(jìn)大采高綜采技術(shù)的有效發(fā)揮?？傊旱V企業(yè)要對開采技術(shù)進(jìn)行不斷的更新和創(chuàng)新，積極引進(jìn)先進(jìn)的開采設(shè)備和技術(shù)，在提高煤礦開采效率的同時，降低事故的發(fā)生率，保證煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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