綜采工作面大采高采煤方法應(yīng)用的認(rèn)識

白志龍

(山西焦煤汾西礦業(yè)靈北煤礦,山西 靈石 031302)

綜采工作面大采高采煤方法應(yīng)用的認(rèn)識

白志龍

(山西焦煤汾西礦業(yè)靈北煤礦,山西 靈石 031302)

對大采高采煤法進(jìn)行了簡單的分析，闡述了應(yīng)用大采高采煤法的采煤要點，針對大采高采煤法的應(yīng)用前景以及成果發(fā)表看法，希望能對綜采工作面大采高采煤方法應(yīng)用有一個全面的認(rèn)識。

綜采工作面；大采高采煤；應(yīng)用

引 言

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國不斷擴大煤礦資源的開采規(guī)模。煤礦企業(yè)在采煤過程中，必須利用先進(jìn)的采煤技術(shù)，才能提高采煤的效率，降低采煤的成本，保證企業(yè)在激烈的市場競爭中穩(wěn)定健康發(fā)展。大采高采煤技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于采煤過程中，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還能降低采煤過程中的成本，增強企業(yè)的市場競爭力。

1 大采高采煤法

1.1 大采高采煤法的發(fā)展

在進(jìn)行中厚以及厚煤層的開采時，目前的開采工藝有兩種，綜采放頂煤工藝和大采高綜采工藝。綜采放頂煤工藝主要應(yīng)用在煤層厚度6 m以上的開采過程中，這種開采工藝是通過液壓支架反復(fù)擠壓煤體，讓支架緩慢前移，讓煤炭自然塌落。當(dāng)煤層厚度不足6 m時，可以采用大采高綜采工藝進(jìn)行開采，工藝被廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)過程中，同時也比較適合我國目前的煤炭開采情況。在實際的采煤過程中，大采高綜采工藝需要通過多種采煤設(shè)備的配合來完成采煤工作。常用的設(shè)備有刮板運輸機、采煤機、液壓支架等[1]。

1.2 大采高采煤法的特點

1) 開采比較均勻

采煤機在進(jìn)行煤礦開采時，滾筒會順著前后的方向不斷發(fā)生改變，進(jìn)而保證滾筒的負(fù)荷等于搖臂負(fù)荷，從而保證開采出來的煤炭有著均勻性。

2) 運動方便

大采高采煤法可以進(jìn)行雙向割煤，在進(jìn)行切割時，支架會順著采煤方向移動，可以充分加強支架的配合程度，進(jìn)而提高采煤效率。在進(jìn)行回采時，支架可以保持較快的跟進(jìn)速度，對頂板起到很好的保護(hù)作用，降低對其結(jié)構(gòu)造成的磨損。

3) 在設(shè)備、跟進(jìn)速度方面有著更高的要求

通常大型煤礦都以綜采工作面為主。因為大型煤礦具有地況復(fù)雜的特點，經(jīng)常會有大的煤塊出現(xiàn)，刮板機非常容易受到重力作用使鏈條斷裂。同時大采高采煤法需要高質(zhì)量的機械潤滑油。可以在采煤量增加的同時有效的保證設(shè)備的行進(jìn)速度。因為采煤機的切割效果以及搖臂、滾筒負(fù)荷等因素的影響，可能會干擾設(shè)備的行進(jìn)速度[2]。

1.3 采煤步驟

在對煤層進(jìn)行切割的過程中，可以利用雙滾筒采煤機，將開采出來的煤塊利用刮板運輸機輸送出去，再通過轉(zhuǎn)載機進(jìn)行轉(zhuǎn)載，最后利用破裂機將煤塊破碎，最后通過膠帶運輸機向大巷傳輸。為有效保證開采的效率，在進(jìn)行開采時一定要注意對整個采煤流程進(jìn)行改善，消減初采、末采，加強采煤過程中的管理，了解煤層的具體厚度。

1.4 大采高的生產(chǎn)效率

大采高采煤法主要是通過提高煤礦資源回收率來提高煤礦的生產(chǎn)效率，減少用工量。同時，大采高采煤法可以增大透風(fēng)斷面，大幅度提高回收率。在改善大采高的工藝流程之后，極大的方便了按鍵控制器的操作，如對前后柱的升降、縮短臨架護(hù)幫板，在對臨架單架進(jìn)行控制時，可以實現(xiàn)主動控制，對其進(jìn)行成組操縱，操作人員在控制支架時，只需要站在進(jìn)風(fēng)側(cè)操作控制器即可，避免了煤塵在移架過程中落入控制區(qū)的現(xiàn)象，降低了工作人員的勞動強度。

2 大采高采煤要點

2.1 割煤方式控制

針對單向割煤，采煤機的進(jìn)刀方向沿著上端部斜切方向，下行進(jìn)行割煤，上行對浮煤進(jìn)行清理，刀在工作面往復(fù)一次屬于一個工作循環(huán)，每刀的深度大約在0.9 m。因為開采過程中，可能會沿著走向傾斜開采，最大傾斜角度為±7°，因此需要提前留出開采余量，保證整個生產(chǎn)的順利進(jìn)行。假如沒有對開采余量進(jìn)行控制，可能會導(dǎo)致開采面的采高越來越低，容易使刮板輸送機翻倒，難以正常使用。在具體的操作時，可以預(yù)先將工作面調(diào)斜，既可以保證輸送機與工作面的傾斜方向存在夾角，避免液壓支架或者輸送機的下滑，還可以增大工作面斜長，讓刮板輸送機有更大的調(diào)整空間。

2.2 液壓支架控制

在采煤過程中，隨著工作面不斷升高，液壓支架進(jìn)行移動時可能會出現(xiàn)滑移或者傾倒事故，因為整個綜采工作面在煤層傾角作用下，液壓支架的重心會上移導(dǎo)致重心不穩(wěn)，發(fā)生傾斜，要想保證其工作過程中的穩(wěn)定性，需要將支架的重心盡量降低。在實際應(yīng)用中，采煤高度在6 m左右時，其重心不能高于3 m，保證液壓支架的穩(wěn)定性。在解決傾斜問題時，可以利用提前預(yù)防的方法，比如利用千斤頂，在移架和推溜時防止其傾斜，移架盡量選擇整組移動的方式，進(jìn)而提高整個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性和安全性。

2.3 防控煤壁片幫

在整個大高采過程中，極易受到地質(zhì)環(huán)境的影響。當(dāng)采煤工作進(jìn)行到松軟或者有斷層區(qū)域時，會加劇煤壁片幫問題，同時斷層落差增大也會擴大煤壁片幫的范圍。煤壁會受到新舊煤柱的雙重壓力，當(dāng)壓力高于其承載上限時，會出現(xiàn)坍塌事故，坍塌的范圍跟壓力大小成正比。同時煤壁還受到液壓支架的影響，支架的下降幅度過大或者下降速度不穩(wěn)定、過快都可能出現(xiàn)煤壁片幫。在采高工作面支架壓力分布大致特點，壓力的影響范圍在煤壁前30 m～50 m左右，尤其在煤壁前3 m～5 m出，壓力最大，如圖1所示[3]。

圖1 大采高工作面支撐壓力

目前針對煤壁片幫的防控有兩種方式：

1) 對液壓支架進(jìn)行優(yōu)化，增高液壓支架的工作阻力以及初始支撐力，根據(jù)具體開采過程中的裂縫帶的分布來對煤壁進(jìn)行加強，進(jìn)而使煤壁的穩(wěn)定性得到保證。同時，在采掘工藝的操作環(huán)節(jié)以及回采環(huán)節(jié)，要對工作的要點進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使煤壁片幫出現(xiàn)的可能性降低。

2) 添加防片幫板，防片幫板可以有效降低約30%煤壁片幫出現(xiàn)的可能性，進(jìn)而降低事故發(fā)生的概率，提高開采的安全性。防片幫板在布置時，可以布置到靠煤壁端支護(hù)，可以提前打開也可以在開采后收起，保證了煤機的持續(xù)性作業(yè)。

3 大采高采煤的發(fā)展

目前，大采高采煤法已經(jīng)廣泛應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)行業(yè)中，開采的技術(shù)得到了明顯的改善，經(jīng)過長時間的實踐應(yīng)用，已經(jīng)開始在厚煤層的開采中發(fā)揮作用，同時越來越完善?，F(xiàn)在的大采高采煤法已經(jīng)成為我國處理較厚煤層的主要方法，部分地區(qū)已經(jīng)開始將大采高采設(shè)備應(yīng)用于較厚煤層的開采中，既可以降低開采的成本，還能提高開采的效率，保證開采的安全性，提高煤礦企業(yè)的競爭力。為了更好的應(yīng)用大采高采煤法，很多的煤炭企業(yè)已經(jīng)開始加強對生產(chǎn)過程的管理，建立起各種相關(guān)的開采機構(gòu)，比如綜采部門，生產(chǎn)部門，機修部門。同時還成立了專業(yè)性的勘查隊伍，對整個煤層的分布以及煤層的厚度進(jìn)行了詳細(xì)的勘測。就大采高采煤技術(shù)而言，具有多方面的優(yōu)點，可以應(yīng)用到多種采煤環(huán)境中，促進(jìn)煤礦企業(yè)的集約化發(fā)展，增強煤礦開采的效率和安全性[4]。

目前我國已發(fā)現(xiàn)的煤炭資源中，厚煤層占有的比例很大，約為整個煤炭儲量的一半。因此，隨著淺煤層煤炭資源的逐漸匱乏，厚煤層的開采是今后煤炭開采的主要方向，在進(jìn)行厚煤層的開采時，經(jīng)常利用大采高、綜合采集放頂煤等方式來進(jìn)行開采，尤其是放頂煤技術(shù)，已經(jīng)較為成熟，但是在對深度超過15 m的煤層進(jìn)行開采時，需要利用一次采全高長壁技術(shù)，在使用過程中不是十分方便。利用大采高綜采的方式完全可以在超過7 m厚的煤層進(jìn)行采集，有著較強的適用性，同時，這種方法還可以不斷進(jìn)行優(yōu)化完善，使得采煤深度不斷增加，提高采煤產(chǎn)量。

4 結(jié)束語

隨著最近幾年煤炭挖掘技術(shù)的不斷完善，各種先進(jìn)的技術(shù)的應(yīng)用增強了我國煤礦企業(yè)的產(chǎn)能，在煤礦開采方面已經(jīng)有了一定的成就。綜采工作面大采高采煤方法的應(yīng)用，很大程度上促進(jìn)了煤礦開采事業(yè)的集約化。在煤礦開采過程中，每種采煤方法都有著自己的優(yōu)缺點，以及適應(yīng)的范圍，在實際的開采過程中，需要根據(jù)煤礦的具體情況選擇最合適的開采方法，不僅減少各種設(shè)備的使用故障，還能提高煤礦開采的安全性以及高效性，更好的促進(jìn)煤礦開采事業(yè)的發(fā)展，為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展提供足夠的能源支撐。

[1] 郭銳.綜采工作面大采高采煤方法的應(yīng)用[J].山東煤炭科技,2014(4):41-42.

[2] 李波.淺談綜采工作面大采高采煤方法的應(yīng)用[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息,2015(12):349.

[3] 呂繼訓(xùn).淺析大采高采煤方法在綜采工作面的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(3):78.

[4] 周學(xué)文.綜采工作面大采高采煤方法的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2014,99(10):12+36.

On application of large mining height coal mining in fully mechanized mining face

BAI Zhilong

(Shanxi Coking Coal Fenxi Mining Group Lingbei Coal Mine, Lingshi Shanxi 031302, China)

The large mining height coal mining method is analyzed. The key points of large mining height coal mining application are expounded. Opinions are presented on application prospect and results of large mining height coal mining, providing a comprehensive understanding of the application of large mining height coal mining in full mechanized mining face.

fully mechanized working face; large mining height coal mining; application

2017-04-07

白志龍,男,1984年出生,2010年畢業(yè)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，本科，工程師。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.04.47

TD824.5

A

1004-7050(2017)04-0134-03

煤礦工程