大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝及安全管理研究

趙富強(qiáng)

摘 要：本文針對(duì)大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了全面詳細(xì)地分析，然后從不同的方面來(lái)分析其安全管理，這對(duì)安全施工具有重要的意義，而且也能夠有效地提高工作效率。

關(guān)鍵詞：大傾角；綜合機(jī)械化；采煤生產(chǎn)工藝；安全管理

中圖分類號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)各種資源的需求量都在不斷增加。作為工業(yè)生產(chǎn)中重要的能源之一，我國(guó)每年對(duì)煤炭資源的需求比較大，這樣一來(lái)就需要加大對(duì)煤炭資源的開(kāi)采力度，提高采煤生產(chǎn)工藝。但是在近幾年來(lái)，煤礦安全事故頻發(fā)，引起人們和社會(huì)的廣泛關(guān)注，因此加強(qiáng)對(duì)煤炭開(kāi)采的安全管理是十分必要的，能夠有效地避免安全事故的發(fā)生，對(duì)施工人員的生命健康安全以及維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定都具有重要的意義。

一、大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝的關(guān)鍵點(diǎn)

（一）注意工作面頂板管理問(wèn)題

大傾角煤層指的是煤層的傾斜度在30°～55°之間，這種類型煤層的儲(chǔ)量大約占到了我國(guó)煤層總儲(chǔ)量的14%左右，對(duì)于我國(guó)的大傾角煤層分布來(lái)說(shuō)，在西南地區(qū)比較廣泛。在大傾角綜合機(jī)械化采煤工作面中所使用的頂板被稱為大傾角符合型頂板，其平整度和煤層厚度都具有較大的起伏，而且還有較多的斷層，整個(gè)煤層呈現(xiàn)出的是碎塊狀，并且煤層采動(dòng)后圍巖也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的移動(dòng)，如圖1所示。在實(shí)際開(kāi)采的過(guò)程中，如果遇到斷層或者是較薄煤層的時(shí)候，由于割煤機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，就很可能造成工作面出現(xiàn)垮落，形成空頂，這樣一來(lái)支架需要承受的沖擊力就會(huì)比較大，進(jìn)而出現(xiàn)重心轉(zhuǎn)移、支撐作用降低等問(wèn)題，產(chǎn)生冒頂、片幫等問(wèn)題，嚴(yán)重的話煤巖層甚至?xí)砍鐾咚梗瑢?duì)施工進(jìn)度以及操作人員的生命健康安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅和影響。

（二）液壓支架穩(wěn)定性

當(dāng)大傾角煤層的開(kāi)采角度大于25°以上的時(shí)候，如果液壓支架的穩(wěn)定性比較差的話就會(huì)出現(xiàn)擠壓變形、倒架、下滑等問(wèn)題，這主要是由于支架受力不均導(dǎo)致的，進(jìn)而難以有效地控制圍巖和頂板，這樣對(duì)操作安全以及采煤質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此在設(shè)計(jì)液壓支架的時(shí)候，需要對(duì)其穩(wěn)定性和防滑性進(jìn)行綜合考慮，并且加強(qiáng)與煤層開(kāi)采實(shí)際情況之間的有效結(jié)合，增強(qiáng)液壓支架的合理性和可行性。

（三）工作面兩巷布置

大傾角綜合機(jī)械化采煤的工作面指的是所需要布置的綜合機(jī)械化開(kāi)采工作面，其端頭區(qū)指的就是上下巷與該工作面交叉的部分。端頭區(qū)作為通風(fēng)、運(yùn)輸、采煤的關(guān)鍵部分，多是密集分布，為了正常地推進(jìn)安全支護(hù)，這對(duì)采煤工藝就提出了更多的要求。在選擇工作面與上下巷交叉位置的時(shí)候，需要對(duì)煤層傾斜角度進(jìn)行嚴(yán)格地分析，并且根據(jù)工作面坡度和設(shè)備重量對(duì)其夾角進(jìn)行合理地調(diào)整，避免綜采設(shè)備出現(xiàn)上下滑動(dòng)的現(xiàn)象，端頭支架的科學(xué)性和合理性，能夠有效地保障其開(kāi)采施工的安全性。

（四）采煤機(jī)、輸送機(jī)設(shè)置

隨著不斷增加的煤層傾斜角度，也會(huì)逐漸地增加偽傾斜值，這就會(huì)嚴(yán)重地影響采煤機(jī)和輸送機(jī)的實(shí)際位置，為了有效防止采煤機(jī)和輸送機(jī)位置出現(xiàn)下滑，最重要的是對(duì)工作面的偽傾角度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

二、大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝的安全管理

（一）頂板安全管理

為了加強(qiáng)頂板安全管理，就需要做到以下4個(gè)方面：一是需要對(duì)頂?shù)装宓囊平恐狄约皦毫?shù)據(jù)進(jìn)行有效地收集和分析，將敲幫問(wèn)頂落實(shí)，這樣就能夠避免頂板出現(xiàn)冒頂、片幫等方面的問(wèn)題；二是需要加大對(duì)質(zhì)量管理的力度，在大傾角綜合機(jī)械化采煤的過(guò)程中需要適時(shí)地對(duì)支架壓力進(jìn)行檢查，或者是在支架上安裝恒定壓力表，這樣就能夠隨時(shí)補(bǔ)壓，使頂板承壓能力與支架支撐能力之間保持平衡狀態(tài)，確保支架不會(huì)出現(xiàn)倒塌、冒頂?shù)葐?wèn)題，進(jìn)而擴(kuò)大事故損失，另外還需要隨時(shí)地對(duì)端頭架的傾斜角度進(jìn)行調(diào)整，確保其穩(wěn)定性和安全性；三是避免頂板冒頂垮落，復(fù)合頂板煤層由于厚度比較薄，在采煤的過(guò)程中很容易出現(xiàn)斷裂問(wèn)題，為了增加其強(qiáng)度，可以頂板注入化學(xué)制劑或者是水泥等物質(zhì)，這樣就能夠有效防止冒頂、垮塌，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)需要投入的成本也比較多；四是盡可能地將偽傾角的角度控制在3°～18°之間，這樣能夠最大限度地防止頂板出現(xiàn)下滑、冒頂或者是片幫的問(wèn)題，而且還能夠快速而對(duì)移動(dòng)支架，其穩(wěn)定性得到了顯著增強(qiáng)。

（二）大傾角液壓支架安全管理

1.合理選擇液壓支架的結(jié)構(gòu)和材料。為了有效地確保液壓支架的抗阻能力和穩(wěn)定性，我國(guó)目前所使用的液壓支架材料的重量都比較大，這雖然能夠增強(qiáng)其抗阻能力和穩(wěn)定性，但是也在一定程度上增加了液壓支架轉(zhuǎn)移、安裝以及運(yùn)輸?shù)碾y度，因此在選擇液壓支架材料的時(shí)候，既需要具有較高的強(qiáng)度，其重量也不宜過(guò)大，要方便運(yùn)輸。對(duì)于液壓支架的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，我國(guó)目前最常見(jiàn)的是四柱式綜采支架，雖然得到了廣泛地應(yīng)用，但是在功能上仍然沒(méi)有兩柱式支架好，因此在改進(jìn)和優(yōu)化四柱式綜采支架，還可以適當(dāng)增加應(yīng)用兩柱式綜采支架。

2.液壓支架防倒措施。導(dǎo)致大傾角液壓支架出現(xiàn)變形的首要原因就是支撐架發(fā)生變形，在移動(dòng)的過(guò)程中最容易出現(xiàn)變形的位置主要是梁尾、掩護(hù)架以及支撐架頂梁這3個(gè)部位，因此就可以在支架的旁側(cè)加設(shè)護(hù)板，使梁頂支架之間的距離進(jìn)一步縮小，這樣就能夠有效地保障其穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)倒架問(wèn)題。對(duì)于千斤頂來(lái)說(shuō)，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(lái)支撐，也就不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的倒架。

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(guò)耳橋橋板和防滑千斤頂周圍的位置集中，這樣一來(lái)，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(guò)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(guò)推移桿來(lái)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(guò)程中所產(chǎn)生的應(yīng)力，避免進(jìn)一步損害液壓支架。

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(kāi)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(wèn)題，減少安全事故的發(fā)生。

（三）大傾角采煤機(jī)、輸送機(jī)防倒防滑

1.采煤機(jī)防倒防滑措施。首先采煤機(jī)在投入使用事前，需要加強(qiáng)檢查和管理其制動(dòng)設(shè)備，如果存在問(wèn)題則需要及時(shí)地進(jìn)行有效處理，這樣就能夠降低安全風(fēng)險(xiǎn)；其次需要與采煤層的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，增強(qiáng)采煤機(jī)選擇的合理性和科學(xué)性，還應(yīng)該在采煤機(jī)上安裝液壓抱閘防滑裝置，這樣在停機(jī)或者是運(yùn)行的過(guò)程中也能夠有效地防止其下滑；最后在實(shí)際采煤的過(guò)程中，可以使用單向割煤的方式，這能夠有效降低其工作負(fù)責(zé)，增強(qiáng)其工作穩(wěn)定性。

2.輸送機(jī)防倒防滑措施。如果煤層的傾斜角度比較大的話，輸送機(jī)就很可能會(huì)出現(xiàn)上竄下滑的問(wèn)題，因此在采煤的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)工作偽傾斜面角度的控制是十分必要的，在比較小的傾斜面上輸送的時(shí)候，其阻力能夠得到最大限度地減小。如果輸送機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中難以得到有效控制，還需要通過(guò)外力來(lái)維持其平穩(wěn)運(yùn)行，具體的方法還需要根據(jù)煤層實(shí)際的情況來(lái)制定。

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