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大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝分析論文
摘要:大傾角煤層在我國(guó)分部較為廣泛，尤其在西南地區(qū)更多，隨著煤炭產(chǎn)能的普遍使用量增加，對(duì)大傾角煤層的開(kāi)采程度不斷加大，本文主要對(duì)大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝及安全管理進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:大傾角;煤層;安全;工藝
中圖分類號(hào):F406．8;TD823．21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):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(guó)分部較廣，約占煤層儲(chǔ)量的14．05%，故提高大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝及安全管理分析工作，是提高煤礦產(chǎn)能高效、安全的重要因素之一。
1大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝重點(diǎn)
1．1大傾角綜采工作面的頂板管理技術(shù)
在我國(guó)西南地區(qū)，傾角在25°－55°煤層的大傾角工作面破碎型頂板統(tǒng)稱為大傾角復(fù)合型頂板，復(fù)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，回采工作難度較大，當(dāng)開(kāi)采工作進(jìn)行過(guò)程中，遇到較薄的煤層或斷層時(shí)，會(huì)使割煤機(jī)截割煤層矸石震動(dòng)，引發(fā)工作面煤巖體垮落，造成空頂，使支架因突然承受較大沖擊力而轉(zhuǎn)移重心，起不到支撐作用，產(chǎn)生片幫、冒頂，更為嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致煤巖層中瓦斯涌出，嚴(yán)重影響操作人員人身安全和大傾角綜合機(jī)械化采煤施工進(jìn)度，故頂板管理的好壞將直接影響大傾角綜合機(jī)械化采煤的關(guān)鍵工序。
1．2大傾角綜采液壓支架穩(wěn)定性
保持液壓支架的穩(wěn)定性對(duì)大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝具有重要意義，在開(kāi)采傾斜角度＞25°的大傾角煤層時(shí)，很可能發(fā)生液壓支架下滑、倒架、支架相互擠壓變形的現(xiàn)象，使液壓支架受力不均，導(dǎo)致重心轉(zhuǎn)移，降低支架對(duì)頂板、圍巖的控制程度，嚴(yán)重影響大傾角機(jī)械化采煤工作的質(zhì)量及操作人員的人身安全。那么大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝要求大傾角液壓支架在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮支架防滑性、穩(wěn)定性，并根據(jù)實(shí)際煤層開(kāi)采條件，選擇合理的液壓支架，以保障大傾角液壓支架的穩(wěn)定性。
1．3大傾角工作面兩巷布置
從綜合機(jī)械化開(kāi)采所需布置的工作面即為大傾角綜采工作面，而大傾角綜采工作面與上下兩巷交叉的部分被稱為端頭區(qū)。端頭區(qū)是采煤、運(yùn)輸、通風(fēng)的關(guān)鍵點(diǎn)，因此在設(shè)備分部上較為密集，那么實(shí)現(xiàn)大傾角工作面端頭的安全支護(hù)工作面正常推進(jìn)，就要求大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝能夠根據(jù)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(jù)綜采設(shè)備的重量與坡度調(diào)整工作面的夾角，控制綜采設(shè)備的上竄下滑，并采用正確、科學(xué)的端頭支架，保障大傾角端頭區(qū)工作中的安全性。
1．4大傾角輸送機(jī)、采煤機(jī)設(shè)置
煤層傾斜角度的增加時(shí)其偽傾斜值也會(huì)相應(yīng)增加，此時(shí)將會(huì)對(duì)輸送機(jī)和采煤機(jī)所具位置產(chǎn)生影響，通過(guò)調(diào)節(jié)綜采工作面的偽傾角度，對(duì)輸送機(jī)、采煤機(jī)的次序進(jìn)行設(shè)置將會(huì)防止其下滑的有效措施之一。
2大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝安全管理分析
2．1頂板安全管理分析
�、偈占瘔毫�(shù)據(jù)、頂?shù)装逡平恐�，并�?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，落實(shí)敲幫問(wèn)頂，能夠有效預(yù)防頂板片幫、冒頂;②加強(qiáng)質(zhì)量管理。在大傾角綜采過(guò)程中要不定時(shí)檢查支架壓力，或設(shè)置恒定的支架壓力表，做到及時(shí)補(bǔ)壓，保證支架的支撐力達(dá)到頂板壓力的承壓能力，防止頂板來(lái)壓，冒頂、倒塌壓垮綜采支架，造成大量損失;同時(shí)應(yīng)檢查上下端頭支架與巷道三角區(qū)的配合支護(hù)，并隨著工作面推進(jìn)程度和出口寬度的改變，調(diào)節(jié)端頭架的傾角，保證端頭支護(hù)安全、穩(wěn)定性;③預(yù)防頂板冒頂垮落。由于復(fù)合頂板煤層較薄，在綜采過(guò)程中易斷裂，所以對(duì)頂板注入水泥或其他化學(xué)制劑使頂板巖石強(qiáng)度增大，以便控頂，防止垮冒，但投入成本較高;④將工作面?zhèn)蝺A角控制在3°－18°，防止頂板片幫、冒頂及支架下滑，同時(shí)便于快速推進(jìn)移架，有效保護(hù)頂板穩(wěn)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(jié)構(gòu)的選擇為了保證液壓支架穩(wěn)定性與抗阻能力，目前我國(guó)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(yùn)輸、安裝、轉(zhuǎn)移的過(guò)程中非常不便，因此，在液壓支架的材料選擇上應(yīng)盡量選擇強(qiáng)度高且重量小，便于運(yùn)輸?shù)牟牧?那么在結(jié)構(gòu)選擇上，目前國(guó)內(nèi)主要以四柱式綜采支架為主，這種結(jié)構(gòu)雖然應(yīng)用廣泛，但性能與兩柱式綜采液壓支架相比仍有不足，所以，在對(duì)四柱式液壓支架改進(jìn)的同時(shí)，應(yīng)加大兩柱式綜采液壓支架的應(yīng)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，而支撐架頂梁、掩護(hù)架、尾梁是最容易發(fā)生位移導(dǎo)致液壓支架變形的部位，所以應(yīng)對(duì)液壓支架加設(shè)側(cè)護(hù)板，并減小支架頂梁之間距離，保證液壓支架穩(wěn)定性，防止倒架，同時(shí)可加設(shè)可調(diào)架千斤頂調(diào)整支架位置以避免液壓支架傾斜時(shí)沒(méi)有支點(diǎn)支撐，發(fā)生倒架。2．2．3液壓支架防滑工作液壓支架下滑時(shí)，支架應(yīng)力主要集中于防滑千斤頂和過(guò)耳橋橋板周邊區(qū)域，那么，為了控制支架下滑，減少下滑應(yīng)力對(duì)支架造成損壞，當(dāng)工作面的傾斜角度＞25°時(shí)應(yīng)加強(qiáng)過(guò)耳橋橋板力度，同時(shí)采用推移桿控制輸送機(jī)下滑，并在相鄰底座設(shè)置防滑千斤頂，減小液壓機(jī)支架滑落時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)液壓支架的損害。2．2．4大傾角綜采工作面復(fù)合型頂板端面距管理應(yīng)選用可伸縮千斤頂?shù)那疤搅壕C采液壓支架，割煤過(guò)后及時(shí)伸出前探梁控制大傾角復(fù)合型破碎頂板，預(yù)防架前頂板片幫、垮落、冒頂，發(fā)生綜采工作面頂板冒頂事故。
2．3大傾角輸送機(jī)、采煤機(jī)防倒防滑分析
2．3．1輸送機(jī)防倒、防滑措施當(dāng)煤層傾角過(guò)大時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致輸送機(jī)出現(xiàn)煤壁片幫以及上竄下滑等情況，那么就要求在大傾角綜合機(jī)械化采煤過(guò)程中，一定要嚴(yán)格控制綜采工作面?zhèn)蝺A斜角，并盡量減小輸送機(jī)底鏈的阻力，同時(shí)防止巷道中的矸石和煤等雜質(zhì)進(jìn)入底槽中使輸送機(jī)倒滑，增加上竄下滑力度;在輸送機(jī)與支架控制上，當(dāng)發(fā)現(xiàn)下滑情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取有效措施進(jìn)行控制，當(dāng)下滑情況比較嚴(yán)重時(shí)，還應(yīng)采取使用外部設(shè)施的辦法，對(duì)其加以控制，并通過(guò)單向推移輸機(jī)對(duì)工作面下端頭進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)的同時(shí)要進(jìn)行單向割煤工作。在單向割煤時(shí)，應(yīng)注意綜采液壓支架的支撐能力，保證綜采液壓支架能夠穩(wěn)得住運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭，因?yàn)樵谝苿?dòng)工作面運(yùn)輸機(jī)與綜采支架同時(shí)，要采用2∶1或3∶1以上調(diào)采工作面方式，同時(shí)還要進(jìn)行運(yùn)輸機(jī)推移工作和綜采支架拉移工作，而在整個(gè)推移工作實(shí)施過(guò)程中，要按順序推移運(yùn)輸機(jī)，要保證綜采液壓機(jī)支架不咬架、不背架、不擠架，綜采液壓支架成一條直線。2．3．2采煤機(jī)防倒防滑措施采煤機(jī)的防倒防滑工作，首先應(yīng)在采煤機(jī)工作之前，做好采煤機(jī)制動(dòng)設(shè)備檢查管理工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)處理，降低安全風(fēng)險(xiǎn);并結(jié)合所采煤層結(jié)構(gòu)，選擇合適的采煤機(jī)，應(yīng)安設(shè)有液壓抱閘防下滑的裝置，防止煤機(jī)運(yùn)行或停機(jī)下滑，以免在實(shí)際工作中出現(xiàn)采煤機(jī)損壞滑靴、折斷齒輪齒軌等情況;那么，為了保證采煤機(jī)工作穩(wěn)定性，可采用單向割煤方式，減小采煤機(jī)工作負(fù)荷，并保證在上行返空刀割煤時(shí)，割煤截齒能夠及時(shí)地對(duì)三角煤進(jìn)行切割;在下行割煤時(shí)，要控制采煤機(jī)運(yùn)行速度，并保證在煤壁前部切入滾筒;最后，要盡量減少采煤機(jī)上行割煤時(shí)停機(jī)的次數(shù)，保證在第一時(shí)間切入煤壁中，且及時(shí)對(duì)輸送機(jī)刮板推移，防止倒滑現(xiàn)象產(chǎn)生。
3結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)大傾角煤層所占總煤層比例較大，由于大傾角煤層較為復(fù)雜，回采工作進(jìn)行較為困難，且在機(jī)械化采煤過(guò)程中容易發(fā)生倒架、運(yùn)輸機(jī)下滑、煤機(jī)上行走不動(dòng)、頂板管理困難等情況，故對(duì)大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝及安全管理分析也成為當(dāng)前采煤工作研究的主方向之一。
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