厚煤層開采中煤礦綜采技術(shù)和裝備的應(yīng)用

云南礦山救援指揮中心 云南昆明 650011

摘要：煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用。隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，煤礦企業(yè)的開采技術(shù)也在逐漸提高，特別是進(jìn)入“十二五“末期，煤礦轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)機(jī)械化開采的要求進(jìn)一步提高，機(jī)械化采煤對(duì)提高煤礦生產(chǎn)和安全具有重要的作用。厚煤層是煤礦企業(yè)的重要的資源，本文針對(duì)厚煤層開采技術(shù)中煤礦綜采技術(shù)和裝備的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：厚煤層開采；煤礦綜采技術(shù)裝備；應(yīng)用分析

煤礦資源在開采過程中，包含很多方法，利用綜采技術(shù)開采是一項(xiàng)比較重要的開采技術(shù)，在煤炭開采過程起到很關(guān)鍵的作用。在開采厚煤層時(shí)，由于自身的特點(diǎn)，在整個(gè)開采過程中都會(huì)出現(xiàn)問題。利用綜采技術(shù)，可以通過綜采的技術(shù)和設(shè)備的合理利用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)厚煤層的開采工作，可有效地提高厚煤層的開采速度。

一、厚煤層開采中煤礦綜采技術(shù)的應(yīng)用

1、頂煤弱化開采技術(shù)

頂煤弱化開采技術(shù)是針對(duì)厚煤層開采時(shí)的一種常見的開采技術(shù)，利用該技術(shù)可以完整的一次性對(duì)厚煤層進(jìn)行開采，從而間接的提高了煤礦的二次開采工作，也降低了開采成本，因此，解決了煤炭會(huì)自燃的情況，達(dá)到了高效率的目的。但是從目前我國(guó)的頂煤弱化開采技術(shù)來看，依然存在著許多問題。例如，怎樣使頂煤弱化開采技術(shù)的釋放性達(dá)到最佳狀態(tài)，這些問題的解決仍然需要一些研究時(shí)間。針對(duì)厚煤層的開采技術(shù)使用外形比較堅(jiān)硬的頂煤弱化開采技術(shù)的主要目的：依據(jù)頂煤破壞的位置所具備的規(guī)律，在承受壓力時(shí)，運(yùn)用爆破技術(shù)使頂煤弱化開采技術(shù)更加完善，從而使頂煤的物理性能和整體組織都作為抵抗頂煤弱化開采技術(shù)阻礙的力量，可以減小頂煤弱化開采技術(shù)自身的整體角度，使用支架來進(jìn)行反復(fù)支撐，使頂煤弱化的整體作用可以滿足協(xié)調(diào)的效果，對(duì)頂煤弱化開采技術(shù)的特征以及破碎的程度進(jìn)行增強(qiáng)，從而減少了頂煤弱化與開采技術(shù)的傳遞效果。使用頂煤弱化開采技術(shù)時(shí)，一般情況下會(huì)采取相關(guān)的措施對(duì)大部分頂煤的產(chǎn)生直接使用，預(yù)先弱化會(huì)使頂煤的特征和破裂程度加深。厚煤層開采的頂煤弱化開采技術(shù)會(huì)細(xì)致關(guān)注發(fā)生在自身的壓力作用。

2、放頂煤液壓支架開采技術(shù)

由于當(dāng)前我國(guó)的地質(zhì)地形還比較復(fù)雜，不利于厚煤層的開采工作。而且在進(jìn)行開采的過程中存在一些技術(shù)上的缺陷，其中包括在開采時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的安全隱患和機(jī)械設(shè)備上裝置的不足等，都影響了對(duì)厚煤層的開采效率。為了更好地解決這些在開采過程中的問題，相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)煤礦的綜采技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)化的分析，從而成功的研制出放頂煤液壓支架開采技術(shù)，在實(shí)際的厚煤層開采工作中運(yùn)行的很順利。下面介紹一下關(guān)于放頂煤液壓支架開采技術(shù)的幾點(diǎn)重要作用：

（1）放頂煤液壓支架開采技術(shù)的主要裝備是通過分析支架的整體組成結(jié)構(gòu)和受壓力的規(guī)律形態(tài)特征來進(jìn)行判斷的，使用虛擬化的相關(guān)技術(shù)來分析煤礦結(jié)構(gòu)的受力變化以及受力時(shí)所發(fā)生的狀況，對(duì)于煤礦厚煤層出現(xiàn)破裂現(xiàn)象時(shí)會(huì)影響到液壓支架的安置，從而獲取出更多的開采信息，詳細(xì)了解到支架和綜采技術(shù)的關(guān)系，這樣一來就能設(shè)計(jì)出重量比較輕的放頂煤液壓支架開采設(shè)備，不僅能有效地使頂板部分的支撐效果，還可以對(duì)頂煤和周圍的巖土實(shí)施有效的控制作用。這項(xiàng)技術(shù)的主要目的是，針對(duì)放頂煤液壓支架自身具備的完整收縮和頂梁以及全封閉的頂板功能作為保護(hù)機(jī)械設(shè)備的支架。在開采時(shí)，通過空間距離不會(huì)使頂梁的形狀和開采時(shí)的晃動(dòng)發(fā)生任何變化，將支架后方的部分設(shè)計(jì)成可以實(shí)現(xiàn)彎折的狀態(tài)，這樣不僅減少了頂板之間的破碎程度影響，同時(shí)還可以針對(duì)放頂煤液壓支架所包含的低度煤炭采集，實(shí)現(xiàn)了煤炭回收率的提高。

（2）相對(duì)于其它采取后支架的雙伸縮設(shè)備，可以有效地改變頂梁工作的狀態(tài)，保證和相鄰的支架組成一個(gè)封閉的空間，使放頂煤液壓支架開采技術(shù)更具有緊密的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，大部分整體尺寸都是偏小，其自身的安裝重量比較輕，所造成的成本也相對(duì)較少，從而方便運(yùn)輸和使用，并且還可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的保障作用。

3、減沉注漿開采技術(shù)

減沉注漿開采技術(shù)的工作原理是采用地下被開采出來的煤層，覆蓋在巖土表層部分所形成的自然塌陷的現(xiàn)象，其部分則會(huì)形成彎曲的狀況。在開采煤炭時(shí)會(huì)形成一個(gè)地下空間，所產(chǎn)生的地下空間是對(duì)巖體內(nèi)部表層的一個(gè)損害。如若能夠在巖土下沉?xí)r及時(shí)填充這一空缺，就能阻礙巖體的原始變化，便會(huì)有效地對(duì)地表層下沉的現(xiàn)象及時(shí)控制，從而減少了一定的危害。減沉注漿最為主要的開采形式有以下幾個(gè)作用：

（1）利用地面鉆孔的方式向覆蓋在巖土表層空間中的縫隙注入混合性漿液，用水把填充物轉(zhuǎn)移到其他地方，然后在脫水的時(shí)候進(jìn)行填充，隨著巖土表層的體積和密度都不斷的增長(zhǎng)，支撐在巖土表層的體積，可以阻止向下伸縮，控制好縫隙之間的距離。

（2）壓實(shí)作用作為減沉注漿開采技術(shù)的最主要方式，在注入距離表層位置的高壓漿液的時(shí)候，其作用是根據(jù)周圍的巖體結(jié)構(gòu)，擠壓向下的巖體部分，讓巖土表層能整體向上轉(zhuǎn)移。在這過程中所有形成的破裂情況都會(huì)被壓實(shí)，在設(shè)計(jì)注漿表層位置的形成時(shí)，能制造出更多的注漿空間。要想實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)，在開采過程中，應(yīng)結(jié)合其實(shí)際生產(chǎn)情況選擇相應(yīng)的綜采裝備。在綜采裝備工作的過程中，采煤機(jī)是一項(xiàng)比較基礎(chǔ)的采煤設(shè)備。采煤機(jī)自身的工作方式和工作效能可以直接將開采厚煤層的工作一次性進(jìn)行，其在很大程度上降低了煤礦的開采成本，還能增加開采煤礦時(shí)的安全性，從而使厚煤層的開采技術(shù)達(dá)到最佳的工作效果。此外，在整個(gè)開采過程中，應(yīng)用自動(dòng)化操控采煤機(jī)技術(shù)時(shí)，一定要保持適當(dāng)?shù)木嚯x，不能偏高或者偏低，更應(yīng)注意的是在使用采煤機(jī)的過程中，要在上方的位置安裝相對(duì)應(yīng)的擋板，同時(shí)需要注意擋板的厚度問題，從而達(dá)到厚煤層開采過程中綜采技術(shù)裝備的應(yīng)用效果。由此可見，對(duì)巖層表面進(jìn)行填充，減少了二次開采時(shí)出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象，而且避免了工作人員在進(jìn)行二次開采時(shí)的安全問題，從而間接性的提高了工作效率。

（3）這種方式可以方便控制并緩解在開采時(shí)對(duì)地表層的損壞程度，運(yùn)用減沉注漿開采技術(shù)不僅可以有效地減少來自開采過程中所產(chǎn)生的地表層下降和結(jié)構(gòu)變化的影響。還能對(duì)在巖土表層出現(xiàn)一定程度上的升降速度，讓其形變更加緩慢，從而減少開采厚煤層所帶來的一些損傷。由于我國(guó)地區(qū)復(fù)雜環(huán)境不同，所以覆蓋的巖土結(jié)構(gòu)特征的分布都不均勻，存在著不同程度的硬度巖土，其自身所具備的地質(zhì)條件也不盡相同，所以在對(duì)厚煤層運(yùn)用減沉注漿開采技術(shù)時(shí)，要對(duì)煤層內(nèi)部情況進(jìn)行分析，對(duì)注漿的參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，讓減沉注漿技術(shù)發(fā)揮最大程度的應(yīng)用效果。這樣做不僅可以使厚煤層在進(jìn)行開采的過程中能夠順利的完成工作，還能相應(yīng)的減少人力資源的投入，減少一部分工作中存在的安全隱患，實(shí)現(xiàn)了厚煤層開采過程中煤礦綜采技術(shù)和裝備應(yīng)用的最佳工作效果。

二、厚煤層開采中綜采技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用及研制

在開采厚煤層時(shí)，主要分為機(jī)械化綜采技術(shù)的結(jié)合，以及放頂煤機(jī)機(jī)械的綜合采煤法。采取分層次的采煤工藝是一種比較復(fù)雜的技術(shù)，其掘進(jìn)深度比較深，在開采時(shí)頂板容易出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象，在出口時(shí)很難做到合理化的控制。使用放頂煤的開采方式，其二次回收率是比較低的，而且會(huì)導(dǎo)致煤塵較大，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生自燃的情況，造成火災(zāi)。同時(shí)在開采工作的過程中瓦斯相對(duì)較多，會(huì)出現(xiàn)局部性積聚的狀況，極其危險(xiǎn)。如今厚煤層的開采工作所選取的高科技綜合開采技術(shù)，其使用工作空間相對(duì)較大，會(huì)導(dǎo)致上方容易出現(xiàn)漏頂、內(nèi)壁碎裂等現(xiàn)象的發(fā)生。更為重要的是綜合開采技術(shù)的機(jī)械化裝備的配套設(shè)施，我國(guó)建造的技術(shù)還不是很成熟，尤其是針對(duì)地理位置比較復(fù)雜的厚煤層地區(qū)，受力過大、內(nèi)壁斷裂處比較多，其開采的二次回收率和安全性能都比較低，限制著綜合開采技術(shù)的應(yīng)用效果。所以，厚煤層綜采裝備技術(shù)的應(yīng)用是一項(xiàng)比較難以解決的問題，根據(jù)目前我國(guó)現(xiàn)有的條件來看，綜采裝備應(yīng)該符合以下幾個(gè)要求。

（1）根據(jù)目前機(jī)械情況來看，綜采裝備技術(shù)最主要的就是采煤機(jī)，然而采煤機(jī)的質(zhì)量是決定生產(chǎn)能力的重要環(huán)節(jié)，它在開采工作過程中的效率和能力是非常關(guān)鍵的，采取遙控操作技術(shù)來控制采煤機(jī)，可以達(dá)到最佳的工作效果。

（2）為了使采煤機(jī)達(dá)到開采的深度，應(yīng)該加強(qiáng)支架頂梁部分的長(zhǎng)度，從而來保障開采的頂板完好，避免漏頂?shù)默F(xiàn)象。液壓支架裝置可以幫助頂板增加防護(hù)，采取人工遙控技術(shù)會(huì)使開采工作提供方便快捷的模式，也可以在支架后側(cè)安裝人行通道，使開采工作能夠順利的進(jìn)行。選用ZY4000—10/20型液壓支架示意圖如下：

（3）刮板輸送機(jī)的使用方式以及自身的外形尺寸要和采煤機(jī)相匹配，并且需要注意的是輸送機(jī)的長(zhǎng)度，刮板輸送機(jī)要安裝側(cè)面的擋板，這樣可以避免在開采過程中出現(xiàn)出現(xiàn)漏頂?shù)那闆r時(shí)對(duì)機(jī)械裝備造成損傷，刮板輸送機(jī)自身的運(yùn)輸能力是與采煤機(jī)的開采能力相一致的，工作效率就會(huì)提高，安全就會(huì)得到保障。

總結(jié)：在針對(duì)厚煤層開采時(shí)，由于地理?xiàng)l件整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，綜采技術(shù)裝備可以發(fā)揮各種先進(jìn)的技術(shù)水平，從而保證了在進(jìn)行開采工作時(shí)的安全性，也提升了煤礦的二次回收率，達(dá)到了高效的安全生產(chǎn)能力，也為我國(guó)日后的開采工作提供了相對(duì)比較成熟的經(jīng)驗(yàn)。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)厚煤層開采中煤礦綜采技術(shù)和裝備的應(yīng)用，對(duì)我國(guó)的煤礦企業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有很大促進(jìn)作用。

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