大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝及安全管理研究

郭兆瑞

(山東能源新礦集團(tuán)內(nèi)蒙能源長城三礦 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000)

我國的各類資源儲(chǔ)藏量位居世界前列，為國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到了基礎(chǔ)性保障作用。但由于我國對(duì)資源的需求量遠(yuǎn)大于實(shí)際開采量，致使某些資源處于供應(yīng)短缺的局面。其中煤炭屬于需求比缺口較大的資源，應(yīng)提升煤炭資源的開采效率。另外煤炭開采具有一定的危險(xiǎn)性，致使煤炭開采出現(xiàn)了較多安全事故，因此應(yīng)加大研究煤炭生產(chǎn)的安全管理技術(shù)，從而有效保障施工人員的生命健康。

1 大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝

1.1 工作面頂板管理

我國煤礦儲(chǔ)量的1/6屬于大傾角煤層，主要分布于西南地區(qū)。在開采大傾角煤層時(shí)會(huì)使用到大傾角符合型頂板，其具有起伏度較大且斷層較多的特點(diǎn)。煤層受到斷層的影響會(huì)表現(xiàn)為碎塊狀，開采此類煤礦往往會(huì)造成圍巖產(chǎn)生較大改變。在開展采煤工作時(shí)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)復(fù)雜的地質(zhì)情況，其中斷層會(huì)對(duì)割煤機(jī)的正常工作帶來嚴(yán)重影響，致使其產(chǎn)生巨大振動(dòng)，進(jìn)而造成工作面塌落，支架無法承受強(qiáng)沖擊力，當(dāng)位移嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)冒頂甚至瓦斯泄漏事故，對(duì)工作人員的生命及財(cái)產(chǎn)造成無法挽回的損失。

1.2 液壓支架穩(wěn)定性

液壓支架是煤礦開采工作順利開展的重要保障，但在掘進(jìn)至開采角度＞25°及以上時(shí)，因液壓支架受力點(diǎn)產(chǎn)生變化，造成其穩(wěn)定性能無法保證，較易出現(xiàn)變形或滑動(dòng)現(xiàn)象，使得圍巖、頂板產(chǎn)生一定問題，造成生產(chǎn)管理的安全隱患。故在放置液壓支架時(shí)應(yīng)加強(qiáng)穩(wěn)固性能，綜合考慮煤礦具體情況做進(jìn)一步分析，從而最大限度的保障生產(chǎn)安全。

1.3 工作面兩巷布置

煤礦生產(chǎn)中需要設(shè)置機(jī)械性開采工作面，巷道與工作面會(huì)產(chǎn)生一定的交叉情況，此區(qū)域稱為端頭區(qū)。端頭區(qū)在煤礦中分布廣泛，在諸多環(huán)節(jié)中起到關(guān)鍵性作用。為切實(shí)有效發(fā)揮出支架應(yīng)有的效果，還應(yīng)改良相應(yīng)的采煤技術(shù)方法。工作面和上下巷產(chǎn)生位置交叉時(shí)，應(yīng)重視傾斜角度的問題，并按照機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量及坡度情況做進(jìn)一步調(diào)節(jié)，可有效加固設(shè)備，避免因滑動(dòng)產(chǎn)生安全隱患。端頭支架應(yīng)設(shè)置合理準(zhǔn)確，從而大大提升施工過程中的安全系數(shù)。

1.4 采煤機(jī)、輸送機(jī)設(shè)置

由于在開采過程中會(huì)受到煤層傾斜角度不斷增大的影響，使得偽傾斜值愈發(fā)突出，這對(duì)于采煤機(jī)、輸送機(jī)的位置產(chǎn)生較大影響，應(yīng)及時(shí)查找原因，并采取有效措施避免機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生進(jìn)一步下滑，從而維護(hù)正常的生產(chǎn)秩序，因此應(yīng)不斷調(diào)整為傾斜角度，使其更加精確。

2 大傾角綜合機(jī)械化采煤安全管理措施

2.1 頂板安全管理

為保障頂板安全，應(yīng)從以下幾方面加強(qiáng)管理：首先，要及時(shí)獲取頂?shù)装宓囊平恐导皦毫顩r，相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)開展敲幫問頂，從而有效解決頂板冒頂?shù)痊F(xiàn)象；其次，應(yīng)制定及嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量管理制度，及時(shí)檢查支架壓力，還可以安裝壓力表，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力數(shù)值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦承壓能力與支架支撐壓力無法維持平衡性，致使支架出現(xiàn)坍塌、冒頂?shù)惹闆r，會(huì)對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。還應(yīng)關(guān)注端頭架的傾斜角度是否合理，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)調(diào)整；再次，由于復(fù)合頂板煤層較為單薄，采煤時(shí)較易造成斷裂現(xiàn)象，為解決這一問題，可在頂板中加入水泥等物質(zhì)，可顯著增加強(qiáng)度，進(jìn)而有效避免頂板出現(xiàn)冒頂或垮塌。此技術(shù)雖效果極佳，但成本較高，因此應(yīng)綜合判斷具體情況，從而確定是否采取此類措施；最后，應(yīng)將偽傾角設(shè)置為3°～18°，可解決頂板下滑或冒頂情況，并實(shí)現(xiàn)了快速移動(dòng)支架、改善穩(wěn)定性能的目的。

2.2 大傾角液壓支架安全管理

2.2.1 選擇合適的液壓支架

液壓支架是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要工具，應(yīng)加強(qiáng)其抗阻及穩(wěn)定性能。我國普遍采用的液壓支架質(zhì)量較大，穩(wěn)定性能極佳。但同時(shí)存在不便運(yùn)輸及安裝復(fù)雜的情況，阻礙了施工進(jìn)度。因此應(yīng)綜合選擇最為合適的液壓支架，協(xié)調(diào)好強(qiáng)度及重量之間的關(guān)系。我國煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的是四柱式綜采支架，但其功能不及兩柱式支架，應(yīng)針對(duì)其中的弊端進(jìn)行針對(duì)性解決，或直接采用兩柱式綜采支架。

2.2.2 液壓支架防倒措施

支撐架在移動(dòng)時(shí)較易產(chǎn)生變形現(xiàn)象，其中支撐架頂梁及掩護(hù)架、梁尾受到的影響最大。為解決這一問題，可于支架一側(cè)增設(shè)護(hù)板，縮短梁頂支架距離，從而促進(jìn)穩(wěn)定性能。

避免出現(xiàn)倒架問題。對(duì)于千斤頂來說，可以在支架的位置加設(shè)調(diào)節(jié)器，這樣即使液壓支架出現(xiàn)傾斜，也有實(shí)際的支點(diǎn)來支撐，也就不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的倒架。

2.2.3 液壓支架防滑

當(dāng)液壓支架出現(xiàn)下滑現(xiàn)象時(shí)，所有的應(yīng)力都在過耳橋橋板和防滑千斤頂周圍的位置集中，這樣一來，為了有效地防止支架出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，就必須減少支架由于下滑應(yīng)力而產(chǎn)生的損壞。如果其傾斜的角度大于25°的時(shí)候，其過耳橋橋板所承受的力度得到加強(qiáng)，輸送機(jī)下滑則可以通過推移桿來有效的控制。另外在相應(yīng)的位置加設(shè)防滑千斤頂，也能夠有效地降低在滑落過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力，避免進(jìn)一步損害液壓支架。

2.2.4 復(fù)合型頂板端面距離管理

綜合機(jī)械化采煤液壓支架的前探梁應(yīng)該應(yīng)用可伸縮的千斤頂，在開采完成之后其前探梁能夠及時(shí)地伸出，這樣復(fù)合型破碎頂板就能夠得到有效控制，避免了頂板出現(xiàn)冒頂、垮落以及片幫問題，減少安全事故的發(fā)生。

2.3 大傾角采煤機(jī)、輸送機(jī)防倒防滑

2.3.1 大傾角采煤機(jī)防倒防滑

大傾角采煤機(jī)因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)在使用前做好相應(yīng)的安全檢查。其中要重點(diǎn)強(qiáng)化制動(dòng)系統(tǒng)的管理，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修，從根本上杜絕生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。另外要依據(jù)采煤層實(shí)際情況，選擇最為適合的采煤設(shè)備，并加裝液壓抱閘防倒防滑設(shè)施，一旦出現(xiàn)下滑情況，能夠及時(shí)制動(dòng)。針對(duì)采煤區(qū)較為特殊的地質(zhì)狀況，還應(yīng)首選單向割煤的工作方法，從而使采煤機(jī)保持最佳工作狀態(tài)，大大提升了安全性能。

2.3.2 輸送機(jī)防倒防滑措施

由于煤礦開采過程中會(huì)遇到較多煤層傾角過大的情況，致使輸送機(jī)穩(wěn)定性無法保證，故應(yīng)加大對(duì)偽傾斜面角度的合理控制。另外如傾角較小，同樣可以使阻力降低，提升輸煤效率。另外如輸送機(jī)因各種情況無法及時(shí)有效得到控制，應(yīng)對(duì)其施以外力保障正常運(yùn)行狀態(tài)，此過程中應(yīng)配合煤層情況加以詳細(xì)分析。

3 結(jié)語

如上所述，大傾角綜合機(jī)械化采煤是一項(xiàng)較為系統(tǒng)性工作，需依據(jù)礦區(qū)實(shí)際情況加以詳細(xì)分析，進(jìn)而有效強(qiáng)化安全生產(chǎn)，避免因冒頂、設(shè)備滑動(dòng)等造成巨大的人員及財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)通過對(duì)施工過程進(jìn)行深入分析，制定出了行之有效的支護(hù)防護(hù)措施，并對(duì)安全生產(chǎn)相關(guān)方向的問題進(jìn)行了深入探討，為今后進(jìn)行相關(guān)礦產(chǎn)開發(fā)作出了總結(jié)歸納及創(chuàng)新，希望為我國不斷發(fā)展的煤礦開采業(yè)提供一定的參考價(jià)值。