綜合機(jī)械化固體充填采煤礦壓控制原理與支架受力

摘要：綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)能夠?qū)⒚禾抠Y源的回收率提高，并循環(huán)利用礦區(qū)的固體物質(zhì)，保護(hù)礦區(qū)的基本環(huán)境以及各種資源等。當(dāng)對(duì)固體充填采煤法及其巖層控制情況進(jìn)行研究時(shí)，通常是將其與一般的長(zhǎng)壁綜采在采煤采礦中的應(yīng)用相互比較，進(jìn)一步的完善固體充填采煤技術(shù)在巖層移動(dòng)等中的應(yīng)用。本文即為基于對(duì)固體充填采煤技術(shù)的研究，對(duì)其控制原理以及支架受力情況做以簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化固體充填 固體充填采煤 礦壓模型

充填采煤技術(shù)在國(guó)際中已有很長(zhǎng)的研究歷史，而我國(guó)對(duì)于固體采煤相關(guān)技術(shù)也有大約60年的歷史。國(guó)內(nèi)外對(duì)于廢石、水沙等充填技術(shù)現(xiàn)階段已有很大程度的研究與進(jìn)展，也做了一些成功的試驗(yàn)。然而，鑒于對(duì)煤炭工業(yè)的各種實(shí)際條件的制約，這些具有應(yīng)用價(jià)值的采煤技術(shù)基本上每一種都要具有低成本、高效益等等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)是為了能夠滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)現(xiàn)狀的需求而研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的。本文是對(duì)綜采的方法進(jìn)行了詳盡的對(duì)比，對(duì)固體充填采煤技術(shù)的相關(guān)控制原理進(jìn)行了研究，并且提出了支架設(shè)計(jì)原理，對(duì)支架受力分析進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析與闡述。

1 綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)

綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)是綜合了機(jī)械采煤與固體填充這兩種方法得出的方法，綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)與傳統(tǒng)的采煤技術(shù)二者相一致，但是綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)完全是我國(guó)自主研發(fā)得出的結(jié)果。下面即為作者對(duì)綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)的相關(guān)原理、技術(shù)、受力情況等等做以分析。

1.1 綜合機(jī)械化固體充填采煤原理

①綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)在工作面布置上基本可以與傳統(tǒng)綜采技術(shù)的布置相一致，其中巧妙對(duì)采煤工作進(jìn)行布置，也就是說(shuō)在采空區(qū)的一面布置作業(yè)任務(wù)，進(jìn)而在進(jìn)風(fēng)的一側(cè)安置一條運(yùn)輸?shù)膫魉蛶?，把固體物質(zhì)送到傳送板上。通過(guò)運(yùn)用這種布置方式，可以將采煤工作與充填工作進(jìn)行良好的結(jié)合，使二者在同一個(gè)工作系統(tǒng)中運(yùn)行。統(tǒng)一工作系統(tǒng)下進(jìn)行采煤以及充填工作的核心技術(shù)為綜合機(jī)械化固體充填采煤液壓支架。據(jù)研究可得出固體物質(zhì)填充的幾個(gè)側(cè)重點(diǎn)為空間、通道以及動(dòng)力，在這樣的工作布置情況下便能夠?qū)崿F(xiàn)液壓支架與傳統(tǒng)的采煤技術(shù)相比較融合，在設(shè)備運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中傳統(tǒng)采液壓支架的設(shè)備掩護(hù)尾部將會(huì)用水平的后梁進(jìn)行替換，這樣便能夠?qū)⒐腆w物質(zhì)直接運(yùn)送至需要到達(dá)的部位，而不是在采空區(qū)。

②將固體物質(zhì)通過(guò)皮帶的運(yùn)送最終將其送至掩護(hù)后梁的充填輸送設(shè)備上，繼而形成一個(gè)完整的固體物質(zhì)傳送通道。

③固體填充物質(zhì)由于自身重力的影響需要從刮板式的傳送機(jī)送料孔洞中將固體物質(zhì)運(yùn)送至后梁的空間內(nèi)部，隨之用輔助的機(jī)器進(jìn)行壓實(shí)工作，從而加大固體的密度。

1.2 固體充填采煤的四代液壓支架

在對(duì)現(xiàn)階段的固體填充采煤方法以及技術(shù)進(jìn)行深入的認(rèn)真研究與分析之后，可以得出綜合機(jī)械化固體充填采煤液壓支架從開(kāi)發(fā)到現(xiàn)如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由第一代到第四代的轉(zhuǎn)變與發(fā)展。當(dāng)這一技術(shù)最先開(kāi)始研發(fā)之時(shí)，由于受到了研究經(jīng)費(fèi)的限制使得第一代的綜合機(jī)械化固體充填采煤液壓支架僅是利用廢舊的傳統(tǒng)支架經(jīng)過(guò)改造而制成的，但即使在這樣的條件下那一時(shí)期的工業(yè)性實(shí)驗(yàn)同樣取得了一定的發(fā)展與進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。若仔細(xì)的將綜合機(jī)械化固體充填采煤液壓支架由第一代到第四代逐一進(jìn)行對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)其實(shí)第一代液壓式支架實(shí)質(zhì)是反四連桿四柱支撐式的支架，將其與其他的三代比較最大的差異在于其沒(méi)有對(duì)充填物質(zhì)進(jìn)行主動(dòng)的夯實(shí)工作。當(dāng)然每一代均具有自身的獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，并且逐漸在向更先進(jìn)、更優(yōu)化轉(zhuǎn)變，作者在此不對(duì)其進(jìn)行一一的介紹。

2 綜合機(jī)械化固體充填采煤礦壓控制基本原理

綜合機(jī)械化固體充填采煤礦壓與傳統(tǒng)的普通采煤礦壓技術(shù)原理進(jìn)行比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)兩者的基本原理基本上是相同的，但是固體充填采煤與傳統(tǒng)的采礦壓技術(shù)兩者在控制上卻存在著原理上的不同。

2.1 綜采礦壓控制的基本原則

本文中所指出的礦壓控制主要是指對(duì)于采場(chǎng)礦壓的基本控制，對(duì)于綜采礦壓控制的基本原則，作者主要是通過(guò)對(duì)綜采液壓支架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行分析說(shuō)明的：

①確保每一位工作人員的生命安全。據(jù)研究表明，如果支架的頂梁在工作的過(guò)程中擋住頂層巖石的滑落，而支架的掩護(hù)梁便會(huì)擋住大塊硬石涌至工作人員通行的通道內(nèi)部，對(duì)工作人員的安全造成一定的威脅，所以安全第一是所以工程實(shí)施的基本原則。

②掩護(hù)采煤工作面機(jī)械作業(yè)。實(shí)際運(yùn)行采用的支架要保證能夠使整個(gè)的采煤機(jī)械工作過(guò)程中整個(gè)的煤壁內(nèi)部所有的空間都能保持一定的穩(wěn)定性。

③保持采煤礦壓工作面的最小通風(fēng)面穩(wěn)定并且能夠保障風(fēng)流的通暢穿行。這一點(diǎn)主要是為了能夠滿(mǎn)足采煤礦壓工作區(qū)的瓦斯、粉塵的流動(dòng)，防止爆炸、火災(zāi)等的發(fā)生。

④抵抗工作周期的壓力。綜采的方式比較適用于長(zhǎng)壁管理方式，這就要求設(shè)備等要對(duì)工作周期的壓力沖擊具備一定的抵抗能力。

2.2 固體充填采煤礦壓的控制原理

①做好工作人員的安全保證工作。無(wú)論是哪一種采煤礦壓方式，均存在一定的安全隱患，所以保證工作人員的人身安全工作是所有工作的重中之重，不可忽視。

②采煤工作面機(jī)械化的維護(hù)工作。雖然支架本身具有一定的穩(wěn)定性，但是由于工作過(guò)程中沒(méi)有周期性的來(lái)壓，所以需要一定的維護(hù)工作。

③保障工作現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)流通暢。與上述的綜采模式相比較，這種采煤液壓工作模式的工作空間已經(jīng)被壓實(shí)，密度較大，所以不用再考慮漏風(fēng)的情況出現(xiàn)。

綜上所述可以得出，這兩種采煤液壓方式在保障工作人員以及機(jī)械運(yùn)行的空間穩(wěn)定性這一層面來(lái)講，就已經(jīng)存在一定的差異。然而最為根本的差異在于兩種工作模式下的支架所能夠承受的工作壓力是不同的。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)能夠?qū)⒚禾抠Y源的回收率提高，并循環(huán)利用礦區(qū)的固體物質(zhì)，保護(hù)礦區(qū)的基本環(huán)境以及各種資源等。當(dāng)對(duì)固體充填采煤法及其巖層控制情況進(jìn)行研究時(shí)，通常是將其與一般的長(zhǎng)壁綜采在采煤采礦中的應(yīng)用相互比較，進(jìn)一步的完善固體充填采煤技術(shù)在巖層移動(dòng)等中的應(yīng)用。本文即為基于對(duì)固體充填采煤技術(shù)的研究，對(duì)其控制原理以及支架受力情況做以簡(jiǎn)要的分析。希望通過(guò)文本對(duì)這一問(wèn)題的分析，能夠幫助更多的工作者以及研究人員更加深入的認(rèn)識(shí)這一技術(shù)控制原理以及受力情況，同時(shí)也期望我國(guó)的相關(guān)技術(shù)能夠得到更好的運(yùn)用與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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