大傾角綜合機械化採煤生產工藝分析論文

摘要:大傾角煤層在我國分部較為廣泛，尤其在西南地區更多，隨着煤炭產能的普遍使用量增加，對大傾角煤層的開採程度不斷加大，本文主要對大傾角綜合機械化採煤生產工藝及安全管理進行分析。

關鍵詞:大傾角;煤層;安全;工藝

中圖分類號:F406．8;TD823．21 文獻標誌碼:B 文章編號:1008－0155(2016)09－0054－02

大傾角煤層是指傾斜度在30°－55°的煤層，在我國分部較廣，約佔煤層儲量的14．05%，故提高大傾角綜合機械化採煤工藝及安全管理分析工作，是提高煤礦產能高效、安全的重要因素之一。

1大傾角綜合機械化採煤工藝重點

1．1大傾角綜採工作面的頂板管理技術

在我國西南地區，傾角在25°－55°煤層的大傾角工作面破碎型頂板統稱為大傾角複合型頂板，複合頂板中煤層厚度和平整度起伏較大，斷層較多，煤層主要呈碎塊狀，回採工作難度較大，當開採工作進行過程中，遇到較薄的煤層或斷層時，會使割煤機截割煤層矸石震動，引發工作面煤巖體垮落，造成空頂，使支架因突然承受較大衝擊力而轉移重心，起不到支撐作用，產生片幫、冒頂，更為嚴重時會導致煤巖層中瓦斯湧出，嚴重影響操作人員人身安全和大傾角綜合機械化採煤施工進度，故頂板管理的好壞將直接影響大傾角綜合機械化採煤的關鍵工序。

1．2大傾角綜採液壓支架穩定性

保持液壓支架的穩定性對大傾角綜合機械化採煤工藝具有重要意義，在開採傾斜角度＞25°的大傾角煤層時，很可能發生液壓支架下滑、倒架、支架相互擠壓變形的現象，使液壓支架受力不均，導致重心轉移，降低支架對頂板、圍巖的控制程度，嚴重影響大傾角機械化採煤工作的質量及操作人員的人身安全。那麼大傾角綜合機械化採煤工藝要求大傾角液壓支架在設計時，應綜合考慮支架防滑性、穩定性，並根據實際煤層開採條件，選擇合理的液壓支架，以保障大傾角液壓支架的穩定性。

1．3大傾角工作面兩巷佈置

從綜合機械化開採所需佈置的工作面即為大傾角綜採工作面，而大傾角綜採工作面與上下兩巷交叉的部分被稱為端頭區。端頭區是採煤、運輸、通風的關鍵點，因此在設備分部上較為密集，那麼實現大傾角工作面端頭的安全支護工作面正常推進，就要求大傾角綜合機械化採煤工藝能夠根據煤層傾斜角度，選取上下兩巷與工作面切眼之間的位置，且要根據綜採設備的重量與坡度調整工作面的夾角，控制綜採設備的上竄下滑，並採用正確、科學的端頭支架，保障大傾角端頭區工作中的安全性。

1．4大傾角輸送機、採煤機設置

煤層傾斜角度的增加時其偽傾斜值也會相應增加，此時將會對輸送機和採煤機所具位置產生影響，通過調節綜採工作面的偽傾角度，對輸送機、採煤機的次序進行設置將會防止其下滑的有效措施之一。

2大傾角綜合機械化採煤工藝安全管理分析

2．1頂板安全管理分析

①收集壓力數據、頂底板移近量值，並對數據進行科學合理的分析，落實敲幫問頂，能夠有效預防頂板片幫、冒頂;②加強質量管理。在大傾角綜採過程中要不定時檢查支架壓力，或設置恆定的支架壓力錶，做到及時補壓，保證支架的支撐力達到頂板壓力的承壓能力，防止頂板來壓，冒頂、倒塌壓垮綜採支架，造成大量損失;同時應檢查上下端頭支架與巷道三角區的配合支護，並隨着工作面推進程度和出口寬度的改變，調節端頭架的傾角，保證端頭支護安全、穩定性;③預防頂板冒頂垮落。由於複合頂板煤層較薄，在綜採過程中易斷裂，所以對頂板注入水泥或其他化學制劑使頂板巖石強度增大，以便控頂，防止垮冒，但投入成本較高;④將工作面偽傾角控制在3°－18°，防止頂板片幫、冒頂及支架下滑，同時便於快速推進移架，有效保護頂板穩定性。

2．2大傾角液壓支架安全管理分析

2．2．1液壓支架材料和結構的選擇為了保證液壓支架穩定性與抗阻能力，目前我國液壓支架所使用的均是重量較大的.材料，致使液壓支架在運輸、安裝、轉移的過程中非常不便，因此，在液壓支架的材料選擇上應儘量選擇強度高且重量小，便於運輸的材料;那麼在結構選擇上，目前國內主要以四柱式綜採支架為主，這種結構雖然應用廣泛，但性能與兩柱式綜採液壓支架相比仍有不足，所以，在對四柱式液壓支架改進的同時，應加大兩柱式綜採液壓支架的應用比例。2．2．2液壓支架防倒工作支撐架變形是引起大傾角液壓支架變形的主要原因，而支撐架頂樑、掩護架、尾樑是最容易發生位移導致液壓支架變形的部位，所以應對液壓支架加設側護板，並減小支架頂樑之間距離，保證液壓支架穩定性，防止倒架，同時可加設可調架千斤頂調整支架位置以避免液壓支架傾斜時沒有支點支撐，發生倒架。2．2．3液壓支架防滑工作液壓支架下滑時，支架應力主要集中於防滑千斤頂和過耳橋橋板周邊區域，那麼，為了控制支架下滑，減少下滑應力對支架造成損壞，當工作面的傾斜角度＞25°時應加強過耳橋橋板力度，同時採用推移杆控制輸送機下滑，並在相鄰底座設置防滑千斤頂，減小液壓機支架滑落時所產生的應力對液壓支架的損害。2．2．4大傾角綜採工作面複合型頂板端面距管理應選用可伸縮千斤頂的前探樑綜採液壓支架，割煤過後及時伸出前探樑控制大傾角複合型破碎頂板，預防架前頂板片幫、垮落、冒頂，發生綜採工作面頂板冒頂事故。

2．3大傾角輸送機、採煤機防倒防滑分析

2．3．1輸送機防倒、防滑措施當煤層傾角過大時，將會導致輸送機出現煤壁片幫以及上竄下滑等情況，那麼就要求在大傾角綜合機械化採煤過程中，一定要嚴格控制綜採工作面偽傾斜角，並儘量減小輸送機底鏈的阻力，同時防止巷道中的矸石和煤等雜質進入底槽中使輸送機倒滑，增加上竄下滑力度;在輸送機與支架控制上，當發現下滑情況時，應及時採取有效措施進行控制，當下滑情況比較嚴重時，還應採取使用外部設施的辦法，對其加以控制，並通過單向推移輸機對工作面下端頭進行移動，移動的同時要進行單向割煤工作。在單向割煤時，應注意綜採液壓支架的支撐能力，保證綜採液壓支架能夠穩得住運輸機機頭，因為在移動工作面運輸機與綜採支架同時，要採用2∶1或3∶1以上調採工作面方式，同時還要進行運輸機推移工作和綜採支架拉移工作，而在整個推移工作實施過程中，要按順序推移運輸機，要保證綜採液壓機支架不咬架、不背架、不擠架，綜採液壓支架成一條直線。2．3．2採煤機防倒防滑措施採煤機的防倒防滑工作，首先應在採煤機工作之前，做好採煤機制動設備檢查管理工作，當發現問題時及時處理，降低安全風險;並結合所採煤層結構，選擇合適的採煤機，應安設有液壓抱閘防下滑的裝置，防止煤機運行或停機下滑，以免在實際工作中出現採煤機損壞滑靴、折斷齒輪齒軌等情況;那麼，為了保證採煤機工作穩定性，可採用單向割煤方式，減小採煤機工作負荷，並保證在上行返空刀割煤時，割煤截齒能夠及時地對三角煤進行切割;在下行割煤時，要控制採煤機運行速度，並保證在煤壁前部切入滾筒;最後，要儘量減少採煤機上行割煤時停機的次數，保證在第一時間切入煤壁中，且及時對輸送機刮板推移，防止倒滑現象產生。

3結束語

我國大傾角煤層所佔總煤層比例較大，由於大傾角煤層較為複雜，回採工作進行較為困難，且在機械化採煤過程中容易發生倒架、運輸機下滑、煤機上行走不動、頂板管理困難等情況，故對大傾角綜合機械化採煤工藝及安全管理分析也成為當前採煤工作研究的主方向之一。