大傾角綜采工作面安全管理技術探析

王 東

(四川華鎣山廣能集團有限責任公司,四川 華鎣 638600)

近年來,高產高效技術的發展使得很多礦區淺部具備良好開采條件的煤層儲量短時間內出現枯竭,所以進行大傾角煤層開采成為煤礦未來的發展方向,并引起了社會的關注。因此,要結合礦區的實際情況進行大傾角煤層開采,把握制約大傾角工作面安全生產的主要因素。

1 大傾角綜采工作面安全管理的主要問題

我礦是煤與瓦斯突出礦井,目前的大傾角綜采和現開采深度為+150m水平和+350m水平,采煤工作面傾角為37°-70°,煤層厚度2.6-3.0m,頂板較完整,有必要需采取強制放頂管理采空區頂板。開采方式運用的是平硐開拓、上下山聯絡、走向長臂后退式開采,液壓支架最大采高3.6m,實行全機械化采煤,帶防倒防滑缸體。目前大傾角工作面復雜性轉移,采煤機割煤時臥底挑頂量的增加、彎曲段頂板情況惡劣、礦壓顯現復雜等問題頻繁,主要體現在工作面回采工藝的破、裝、運、支、處、放等各個工序中。

1.1 支架歪斜

在大傾角綜采工作面中,拉架過程中支架前梁下斜,后部溜尾,所以支架與工作面不垂直,擠架、咬架現象普遍。而且容易發生飛矸傷人的情況,隨著工作面下落,煤矸塊也會向下滾落形成飛矸,嚴重威脅設備和人員安全。

1.2 設備下滑

因為設備自身的重量,大傾角工作面會在斜面上產生沿斜面向下的分力,在推采過程中設備容易下滑。而且支架歪架、倒架、頂板起伏不平,在支架上方就會形成空頂,加大了歪架、倒架發生的可能性,影響扶架、調架工作的開展[1]。

1.3 片幫飛矸

煤礦頂板如果不做好頂板支護,進行掉傘檐的處理,就容易發生掉矸或煤塊傷人的情況。而且煤壁片幫和老塘竄矸也會傷人,掉頂、漏頂、片幫或遇構造等問題會引起瓦斯超限。如果同時打開過車、過人和風門,風流就會發生短路,降低綜采工作面無風或風量情況,發生瓦斯超限的情況。

2 大傾角綜采工作面安全管理技術措施

2.1 大傾角工作面防飛矸

在大傾角工作面中全面使用隔離網隔開人行道和前方機道,在工作面電纜槽外側吊掛,保證與液壓支架頂梁的距離在0.5m以上。在電纜槽外側的鋼管上可以運用使用雙股軟繩或掛鉤,保證固定點間距在1.5m以上。隔離網的網邊要沿傾向對接連接,網與網之間嚴密搭接,隔離網拉平、展直都具有一定的張緊力,連接點之間的間距不超過0.2m[2]。而且不能隨意摘開隔離網鉤,如果情況特殊必須將采煤機和輸送機停止運轉,保證頂板和煤壁無危巖活矸,設置專人進行監護。

2.2 加強輸送帶管理

在大傾角綜采工作面刮板中設置柔性擋矸皮帶時,要隔15m在輸送機機道內設置,保證其寬度在0.8米以上,在支架上吊掛擋矸皮子的一端,另一端垂入輸送機溜槽內,使得溜槽內拖拉擋煤皮子長度在1.5m以上,降低輸送機道內煤矸下滾時帶來的沖擊力。設置全斷面擋矸網要保證其沿工作面機道設置,在鋼管上用吊環穿在擋矸網上部,前后設置兩個吊掛點,保證擋矸網與液壓支架頂梁的間距在0.5m以上。而且要加高工作面下出口正對轉載機處靠的下幫擋煤板,運用隔離網封閉來擋煤板到頂板,一旦有人員通過必須將輸送機閉鎖[3]。

2.3 改善采煤工藝

運用采煤機進行單向割煤時,下行割煤時煤體帶來給滾筒的反作用力會傳遞到運輸機。因此,必須要改善采煤工藝,改變推溜順序,在大傾角工作面中,運用從下向上推溜產生的位移量來進行運輸機下滑量的補償,因為推溜與移架順序與割煤的方向相反。在設計支架時,要減小推桿擺動量,進行推桿與底座兩側間隙的控制管理,防止輸送機下滑必須要發揮推桿的作用。同時也要加強輸送機防滑機構的防滑作用,其拆裝方便,對支架其他機構的影響比較少,通常會預留設置。因為輸送機防滑機構會受到空間的制約,安裝后行人空間大大減少,防滑油缸缸徑小,防滑力不足,一旦發生防滑鏈條斷裂就會發生事故,而且防滑油缸進回液的接口和活塞桿的維護工作難度比較高。

2.4 加強安全防護

結合大傾角綜采工作面中采煤機割煤、輸送機運煤、支架升降循環過程中的煤矸下滾下竄的情況,要做好綜采工作面的安全防護工作,因為煤層傾角的增大會增加人員和設備損傷的可能性。因此,在開展安全防護技術工作時,可以結合工作面走向和傾向進行安全防護,工作面走向主要采取的是懸掛防護網、防護鏈條等比較柔性的防護措施,而工作面傾向的防護措施更加全面,不僅可以懸掛防護網和膠帶等,還可以設計防護板在支架頂梁上。在支架頂梁前端設置伸縮梁和護幫裝置防護功效,進行頂煤裝置與松動頂煤的裝置的設計,保證刮板機的前置比后部輸送機的運作空間高,并提前預留存儲量和容留量,為不同機器部件的正常運行提供保障。

3 結語

大傾角綜采工作面的危險高,要保障綜采工作面的安全開采必須要運用有效的安全管理技術。在大傾角煤層綜采技術中,工作面支護系統穩定性是其核心的管理內容,而煤層傾角的增大會增加上覆巖層重力的切向分力,所以工作面支護系統的工作載荷變小,加大了支護系統失穩的外載。因此,要做好大傾角綜采工作面的安全管理,尤其是其支護管理,加強支護系統的整體穩定性。