大傾角綜合機械化采煤生產工藝及安全管理

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摘要：本文針對大傾角綜合機械化采煤生產工藝中的關鍵點進行了全面詳細地分析，然后從不同的方面來分析其安全管理，這對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。

關鍵詞：大傾角；綜合機械化；采煤生產工藝；安全管理

隨著社會經濟的快速發展，我國對各種資源的需求量都在不斷增加。作為工業生產中重要的能源之一，我國每年對煤炭資源的需求比較大，這樣一來就需要加大對煤炭資源的開采力度，提高采煤生產工藝。但是在近幾年來，煤礦安全事故頻發，引起人們和社會的廣泛關注，因此加強對煤炭開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生，對施工人員的生命健康安全以及維護社會穩定都具有重要的意義。

一、大傾角綜合機械化采煤工藝的關鍵點

（一）注意工作面頂板管理問題

大傾角煤層指的是煤層的傾斜度在30°~55°之間，這種類型煤層的儲量大約占到了我國煤層總儲量的14%左右，對于我國的大傾角煤層分布來說，在西南地區比較廣泛。在大傾角綜合機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，整個煤層呈現出的是碎塊狀，并且煤層采動后圍巖也會發生相應的移動，如圖1所示。在實際開采的過程中，如果遇到斷層或者是較薄煤層的時候，由于割煤機在運轉的過程中會產生較大的振動，就很可能造成工作面出現垮落，形成空頂，這樣一來支架需要承受的沖擊力就會比較大，進而出現重心轉移、支撐作用降低等問題，產生冒頂、片幫等問題，嚴重的話煤巖層甚至會涌出瓦斯，對施工進度以及操作人員的生命健康安全產生嚴重的威脅和影響。

（二）液壓支架穩定性

當大傾角煤層的開采角度大于25°以上的時候，如果液壓支架的穩定性比較差的話就會出現擠壓變形、倒架、下滑等問題，這主要是由于支架受力不均導致的，進而難以有效地控制圍巖和頂板，這樣對操作安全以及采煤質量都會產生一定的影響。因此在設計液壓支架的時候，需要對其穩定性和防滑性進行綜合考慮，并且加強與煤層開采實際情況之間的有效結合，增強液壓支架的合理性和可行性。

（三）工作面兩巷布置

大傾角綜合機械化采煤的工作面指的是所需要布置的綜合機械化開采工作面，其端頭區指的就是上下巷與該工作面交叉的部分。端頭區作為通風、運輸、采煤的關鍵部分，多是密集分布，為了正常地推進安全支護，這對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候，需要對煤層傾斜角度進行嚴格地分析，并且根據工作面坡度和設備重量對其夾角進行合理地調整，避免綜采設備出現上下滑動的現象，端頭支架的科學性和合理性，能夠有效地保障其開采施工的安全性。

（四）采煤機、輸送機設置

隨著不斷增加的煤層傾斜角度，也會逐漸地增加偽傾斜值，這就會嚴重地影響采煤機和輸送機的實際位置，為了有效防止采煤機和輸送機位置出現下滑，最重要的是對工作面的偽傾角度進行適當調整。

二、大傾角綜合機械化采煤工藝的安全管理

（一）頂板安全管理

為了加強頂板安全管理，就需要做到以下4個方面：一是需要對頂底板的移近量值以及壓力數據進行有效地收集和分析，將敲幫問頂落實，這樣就能夠避免頂板出現冒頂、片幫等方面的問題；二是需要加大對質量管理的力度，在大傾角綜合機械化采煤的過程中需要適時地對支架壓力進行檢查，或者是在支架上安裝恒定壓力表，這樣就能夠隨時補壓，使頂板承壓能力與支架支撐能力之間保持平衡狀態，確保支架不會出現倒塌、冒頂等問題，進而擴大事故損失，另外還需要隨時地對端頭架的傾斜角度進行調整，確保其穩定性和安全性；三是避免頂板冒頂垮落，復合頂板煤層由于厚度比較薄，在采煤的過程中很容易出現斷裂問題，為了增加其強度，可以頂板注入化學制劑或者是水泥等物質，這樣就能夠有效防止冒頂、垮塌，但是相對來說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下滑、冒頂或者是片幫的問題，而且還能夠快速而對移動支架，其穩定性得到了顯著增強。

（二）大傾角液壓支架安全管理

1.合理選擇液壓支架的結構和材料。為了有效地確保液壓支架的抗阻能力和穩定性，我國目前所使用的液壓支架材料的重量都比較大，這雖然能夠增強其抗阻能力和穩定性，但是也在一定程度上增加了液壓支架轉移、安裝以及運輸的難度，因此在選擇液壓支架材料的時候，既需要具有較高的強度，其重量也不宜過大，要方便運輸。對于液壓支架的結構來說，我國目前最常見的是四柱式綜采支架，雖然得到了廣泛地應用，但是在功能上仍然沒有兩柱式支架好，因此在改進和優化四柱式綜采支架，還可以適當增加應用兩柱式綜采支架。

2.液壓支架防倒措施。導致大傾角液壓支架出現變形的首要原因就是支撐架發生變形，在移動的過程中最容易出現變形的位置主要是梁尾、掩護架以及支撐架頂梁這3個部位，因此就可以在支架的旁側加設護板，使梁頂支架之間的距離進一步縮小，這樣就能夠有效地保障其穩定性，避免出現倒架問題。對于千斤頂來說，可以在支架的位置加設調節器，這樣即使液壓支架出現傾斜，也有實際的支點來支撐，也就不會發生嚴重的倒架。3.液壓支架防滑。當液壓支架出現下滑現象時，所有的應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下滑現象，就必須減少支架由于下滑應力而產生的損壞。如果其傾斜的角度大于25°的時候，其過耳橋橋板所承受的力度得到加強，輸送機下滑則可以通過推移桿來有效的控制。另外在相應的位置加設防滑千斤頂，也能夠有效地降低在滑落過程中所產生的應力，避免進一步損害液壓支架。4.復合型頂板端面距離管理。綜合機械化采煤液壓支架的前探梁應該應用可伸縮的千斤頂，在開采完成之后其前探梁能夠及時地伸出，這樣復合型破碎頂板就能夠得到有效控制，避免了頂板出現冒頂、垮落以及片幫問題，減少安全事故的發生。

（三）大傾角采煤機、輸送機防倒防滑

1.采煤機防倒防滑措施。首先采煤機在投入使用事前，需要加強檢查和管理其制動設備，如果存在問題則需要及時地進行有效處理，這樣就能夠降低安全風險；其次需要與采煤層的結構相結合，增強采煤機選擇的合理性和科學性，還應該在采煤機上安裝液壓抱閘防滑裝置，這樣在停機或者是運行的過程中也能夠有效地防止其下滑；最后在實際采煤的過程中，可以使用單向割煤的方式，這能夠有效降低其工作負責，增強其工作穩定性。

2.輸送機防倒防滑措施。如果煤層的傾斜角度比較大的話，輸送機就很可能會出現上竄下滑的問題，因此在采煤的過程中加強對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候，其阻力能夠得到最大限度地減小。如果輸送機在運行的過程中難以得到有效控制，還需要通過外力來維持其平穩運行，具體的方法還需要根據煤層實際的情況來制定。

作者:趙富強 單位:太原煤炭氣化集團公司山西靈石華苑煤業有限公司

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