煤礦大傾角綜采工作面技術(shù)

尹皓

摘 要：近些年來，我國工業(yè)生產(chǎn)對煤炭資源的需求量持續(xù)提升，為了滿足這方面的需求，我國煤礦開采部門不得不加大開采力度。大傾角綜采工作面是現(xiàn)階段煤礦開采作業(yè)中經(jīng)常遇到的一種情況，由于其開采難度過高，且具有一定的危險(xiǎn)性，因此必須結(jié)合實(shí)際情況合理選擇技術(shù)類型。本文將就煤礦大傾角綜采工作面開采的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入探索研究。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；大傾角綜采；工作面技術(shù)

前言：大傾角綜采工作面開采工作中，由于其傾斜角度過大，因此會面臨較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，若是控制管理不當(dāng)就可能會出現(xiàn)開采設(shè)備下滑或是傾倒的現(xiàn)象，不僅會阻礙煤礦開采工作的順利實(shí)施，同時(shí)還會對工作人員的生命安全產(chǎn)生一定的威脅。因此，面對這種大傾角綜采工作面，必須要掌握合理的開采技術(shù)。

1.煤礦大傾角綜采工作面概述

1.1大傾角綜采工作面的特點(diǎn)分析

新時(shí)期我國工業(yè)生產(chǎn)急需大量的煤炭資源，因此我國對煤礦開采力度持續(xù)加強(qiáng)，遭遇大傾角煤層的幾率也在增加。相對于普通的綜采工作面，大傾角綜采工作面的特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：

首先，工作面傾角大，處于底板上的煤塊容易出現(xiàn)自動滑落的情況，若是不加防范，很可能會對下方人員和設(shè)備產(chǎn)生沖擊，從而引發(fā)人員傷亡事故和經(jīng)濟(jì)損失。因此在大傾角綜采工作面開采中，安全防護(hù)工作十分重要。

其次，由于煤層傾角較大，液壓支架重心和支架底座重心出現(xiàn)偏離，加之受到頂板巖石下滑壓力的作用，液壓支架的穩(wěn)定性將會受到嚴(yán)重的影響[1]。同時(shí)，在對支架進(jìn)行移動的過程中，液壓支架在重力作用下會產(chǎn)生向下的分力，容易使也要支架出現(xiàn)傾倒或是下滑的現(xiàn)象。此外，大傾角對刮板輸送機(jī)也會產(chǎn)生影響。

再次，在遇到大傾角煤層時(shí)，多采用立井多水平開采的方式。在這種方式下，底板巖層的移動有很大的幾率會對下方煤層造成破壞，同時(shí)頂板破裂下落的巖塊會沿著底板向下部踩空滑落，對大傾角綜采工作面的采空區(qū)進(jìn)行不均勻填充[2]。

最后，危險(xiǎn)性較高。煤礦大傾角綜采工作面開采作業(yè)對支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求較高，因此如何保障圍巖支護(hù)系統(tǒng)布置的整體穩(wěn)定性是一個(gè)需要重點(diǎn)研究的問題。

1.2大傾角綜采工作面的影響分析

在煤礦大傾角綜采工作面開采作業(yè)的過程中會使用到多種類型的設(shè)備，其中較為重要的有液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)等，開采作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境對上述設(shè)備均有著一定程度的影響[3]。首先，大傾角會使液壓支架的中心出現(xiàn)偏離，影響其可靠性。其次，大傾角會使采煤機(jī)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，增加開采作業(yè)的難度。最后，大傾角會使刮板輸送機(jī)的下滑量出現(xiàn)提高，當(dāng)累計(jì)到一定程度或就會引發(fā)煤和加矸滑落以及物料飛濺現(xiàn)象，危害到工作人員的生命安全。由此可見，在煤礦大傾角綜采工作面開采作業(yè)中，開采設(shè)備運(yùn)行會存在較大的安全隱患，有必要強(qiáng)化設(shè)備管控工作。

除此之外，大傾角綜采工作還會對工作人員產(chǎn)生一定的影響。首先，支架人行通道及其前方頂梁掩護(hù)下的人員作業(yè)空間常常會出現(xiàn)煤塊滾落的情況，對其中工作人員的安全造成威脅[4]。其次，工作人員在經(jīng)過工作面下口機(jī)頭處時(shí)，可能會受到工作面滑落煤塊的沖擊。最后，工作面支架內(nèi)作業(yè)條件較差，對工作人員的站立、行走以及各項(xiàng)操作都會帶來一定的不便。

綜上所述，大傾角綜采工作面的特殊性決定了煤礦開采設(shè)備運(yùn)行以及工作人員操作均會受到不良影響，為了保障煤礦開采作業(yè)的順利實(shí)施，必須制定科學(xué)合理的技術(shù)方案。

2.大傾角綜采工作面關(guān)鍵技術(shù)探究

2.1頂板管理技術(shù)

在大傾角綜采工作面開采作業(yè)管理中，頂板是及其重要的一部分，具體采取的技術(shù)措施如下：首先，嚴(yán)格依據(jù)開采作業(yè)規(guī)程的要求在工作面上、下超前出口處開展支護(hù)作業(yè)，以此避免塌冒現(xiàn)象的出現(xiàn)。其次，在開采作業(yè)中，若是發(fā)現(xiàn)工作面頂板或是假頂出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，一定要掛網(wǎng)。最后，對控制采高進(jìn)行嚴(yán)格的控制。工作面煤壁采高直接影響著液壓支架的可靠性，因此必須將其控制在支架的采高最大值以內(nèi)，避免發(fā)生支架超高的情況[5]。

2.2液壓支架防倒防滑技術(shù)

通過上文闡述我們已經(jīng)知道，大傾角綜采工作面開采作業(yè)中，液壓支架容易因重心偏離出現(xiàn)下滑或是傾倒的現(xiàn)象，為了避免這一問題，可以采取以下技術(shù)措施提高其整體穩(wěn)定性。

首先，提高單臺支架穩(wěn)定性的技術(shù)措施。在大傾角綜采工作面開采作業(yè)中，除了要保障液壓支架的靜態(tài)穩(wěn)定之外，其移動過程中的穩(wěn)定性也需要重點(diǎn)關(guān)注。一般情況下，支架接頂后，支架和頂板以及底板之間的摩擦力總和會高于其下滑力。但是在拉架、升架等擦操作中，就會可能使這一穩(wěn)定體系被打破，導(dǎo)致支架出現(xiàn)下滑或是傾倒。對此，可以從設(shè)計(jì)方面入手，減小支架底座、頂梁、掩護(hù)梁配合間隙。同時(shí)也可以采用帶壓擦頂移架，借助工作面頂板帶來的摩擦力保障支架移動時(shí)的穩(wěn)定性。此外，還可以在底座和底板接觸面上安裝防滑條，增大摩擦力。

其次，提高多臺支架穩(wěn)定性的技術(shù)措施。在單臺支架穩(wěn)定性不足的情況下，可以選擇將多臺支架進(jìn)行連接，以此強(qiáng)化其整體穩(wěn)定性。在具體實(shí)施的過程中，可以利用千斤頂?shù)葯C(jī)構(gòu)將多個(gè)支架的頂梁、底座前后部以及連桿進(jìn)行連接。其中連接頂梁的機(jī)構(gòu)為防倒機(jī)構(gòu)，可以分為軟連接防倒機(jī)構(gòu)和硬連接防倒機(jī)構(gòu)，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合具體情況作出選擇。通常情況下，大采高工作面多采用軟連接防倒機(jī)構(gòu)。底座前后部的連接機(jī)構(gòu)被成為防滑機(jī)構(gòu)，主要包括連接頭和耳軸兩種形式，前者結(jié)構(gòu)簡單疏松、自由度大，或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜緊湊，但自由度有所不如。

2.3刮板輸送機(jī)防滑技術(shù)措施

大傾角綜采工作面開采作業(yè)中，刮板輸送機(jī)防滑常采用的技術(shù)措施主要包括以下幾種：首先，對采煤工藝進(jìn)行改進(jìn)。采煤機(jī)設(shè)置為單向割煤的工作方式，下行是割煤、上行時(shí)裝煤，這樣可以將割煤時(shí)媒體產(chǎn)生的作用力傳遞到運(yùn)輸機(jī)上。其次，對推溜順序進(jìn)行改變，使推溜順序與割煤順序相反，利用推溜產(chǎn)生的位移量對運(yùn)輸機(jī)的下滑量進(jìn)行補(bǔ)償。最后，在刮板輸送機(jī)上安裝防滑機(jī)構(gòu)，結(jié)合開采現(xiàn)場空間大小，選擇缸徑合適的防滑油缸，同時(shí)采用防滑鏈條，但需注意鏈條對工作人員產(chǎn)生傷害。

2.4安全防護(hù)技術(shù)

在大傾角綜采工作面開采作業(yè)中，采煤機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備運(yùn)行的過程中都有可能會引發(fā)媒矸下滾現(xiàn)象，二者隨著傾角的增加，開采設(shè)備以及工作人員所承擔(dān)的安全風(fēng)險(xiǎn)也在提高，因此必須采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。通常情況下，大傾角綜采工作面安全防護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于工作面走向和傾向兩個(gè)方面，其中工作面走向多采用防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)鏈條等柔性防護(hù)措施，傾向上則多采用防護(hù)膠帶或是防護(hù)板等措施。

2.5其它管理技術(shù)措施

為了保障煤礦開采作業(yè)的順利實(shí)施，一方面要加強(qiáng)工作人員的安全技能培訓(xùn)，提高其安全技能水平和責(zé)任意識。另一方面則要做好設(shè)備管控，嚴(yán)格執(zhí)行各類設(shè)備的操作規(guī)程，避免安全事故的發(fā)生。

結(jié)語：綜上所述，大傾角綜采工作面開采作業(yè)具有危險(xiǎn)性高、操作難度高等特點(diǎn)，由于作業(yè)條件較差，因此很容易出現(xiàn)安全事故造成人員傷亡或是設(shè)備損壞，因此有必要對相關(guān)技術(shù)措施進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，以保障開采作業(yè)的有效開展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張二方，趙永祥，王鳳嶺. 大傾角綜采工作面設(shè)備快速安裝技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 山東煤炭科技，2018（03）：116-118+120.

[4]楊昌臻. 大傾角綜采工作面開采技術(shù)研究[J]. 世界有色金屬，2017（06）：110+112.

[5]劉新華，榮和芳. 大傾角綜采工作面關(guān)鍵技術(shù)研究與探討[J]. 煤礦開采，2012，17（05）：40-42.