综放工作面大倾角采煤技术的应用

2018-02-16张建新

机械管理开发 2018年3期

关键词：溜子综放端头

张建新

（山西阳煤集团五矿，山西　阳泉　045209）

引言

在开采工作中，综采工作面的布置主要采用工作面与回风巷道垂直的布置方法，这种方式能够提高开采工作的效率。一些煤矿的地质构造比较复杂，作业难度比较大，常规的开采方式难以实现开采的目标。这就需要采用更先进的开采技术，提高生产的安全性和有效性。

1　综放工作面大倾角采煤概述

综放采煤法具有很多特点，适应性强、效率高，掘进率低，能够在一定程度上提高开采的效率，在我国的煤矿开采工作中应用比较广泛，发展也比较迅速，已经发展为最有效的开采方法之一，为煤矿企业提供了有效的生产方式，促进了企业的发展。目前，很多矿区都采用这种开采方式，在缓倾斜厚煤层中布置工作面，尤其是对倾角在25°以上的开采层中应用频率比较高，具有较好的开采效果。这种技术还在不断地推广和发展的过程中，越来越多的矿区开始应用这种技术，为25°以上厚煤层综放面开采提供了一定的安全保障。经过时间的检验，这种开采技术的关键在于支架防滑、回采巷道的布置以及刮板输送防滑等方面。

应用大倾角综放工作面开采技术需要简化回采工艺，这样能够有效地提高生产能力，并为安全生产创造一定的条件。在开采的过程中，切眼的布置非常重要，要考虑工作面的防滑措施效果，在设计的过程中保证安全。在综放工作面中，切眼都沿着煤层的底板放置，但是，在大倾角综放工作面中，地质条件会造成一定的限制，在这种环境下，煤层的厚度比较大，一般会大于5 m，倾角基本在25°以上，切眼如果仍然沿着煤层底板来布置，会在工作面的下端头形成较大的台阶，给工人的行走、材料的运输以及通风工作造成一定的影响。工作面的排头支架可能会出现下滑或下窜的现象，不利于工作面的防滑工作[1]。因此，在大倾角综放工作面中，必须要做好端头支护以及切眼的巷道布置的防滑工作。

2　开采中的技术问题

回采工艺的应用常常存在一些问题，以某煤矿为例，工作面的切眼外回风道的俯角比较小，大约在20°左右，拉底量约为0.29 m，溜子道的俯角比较大，平均俯角在36°以上，这种条件下生产比较困难。在工作面不断推进的过程中，割煤、拉架以及推溜等工作容易出现问题，各种工序的可能发生冲突，影响开采工作的安全性和开采效率，造成生产的被动。问题主要体现在这几个方面：第一，工作面的拉底幅度过大，采煤机不能达到拉底的需求。第二，推溜的步距比较小，推溜工作难以做到位，可能出现上浮的情况。第三，机械设备难以保持最佳的状态，并可能造成设备损坏的现象。第四，支架的抗压能力差，不能承受过大的压力，容易出现倾倒、侧翻以及顶梁下扎等现象，阻碍开采工作的进行，并造成一定的安全隐患。在综放工作面大倾角开采中，回采工艺是非常关键的。在开采的过程中，要注意浮煤的清理，改变支架的受力情况。调整采煤工艺和操作程序，解决开采过程中的问题。在大倾角工作面中，采煤机的正常装煤效果得不到有效发挥，因此要改进采煤工艺，回采工艺流程采用“割煤-移架-返空刀装煤-推溜”的形式，提高开采的效果。

3　解决问题的技术措施

3.1　工作面的拉底

在开采前，首先要卧前部溜子，保证其达到设计的高度，然后进行支架的搭建，令支架形成俯式支护的状态，然后再卧后部溜子，保证其达到正常的运行状态。当工作面的俯角过大时，采机的行进会损坏前部溜子，应采取适当的方式，降低溜子的俯角，俯角要降到25°左右，这样在开采的过程中，能降低前部溜子的损坏程度。在开采中，必须保证拉底的深度，当俯角不够时，采集的拉底要满足要求，在采集之后应停止推动溜子，采用人工清货的方式，然后进行人工拉底，达到设计的要求后才能推溜子。

3.2　设备的防滑

在开采工作中，工作面的俯角和支架的俯角可能存在不一致的情况。在这种情况下，要改变推拉导向梁的使用方式，采用摘钩的使用方式，这就会导致前部溜子无法与支架相连，缺少对支架和溜子的控制。机组在割煤时，要防止前部溜子出现伤人的情况。如果工作面的俯角过大，在拉后部溜子时，要注意开展清理工作，避免出现刮架子的现象[2]。

3.3　支护工作

端头支护和切眼巷道的布置都是开采中的重要工作，在开采的过程中，要做好这方面的工作。以某煤业公司为例，采用非线型的布置方式，改变了原来的自然坡度，形成了“倾斜-圆弧过度-缓坡”的形式，这种形式可以有效地防止大倾角综放面支架的下滑以及倾倒等问题，提高工作面的安全性。

1）要注意端头支架的应用。在大倾角综放面开采工作中，工作面下端的围岩受到多种压力的作用，形成比较复杂的矿压，造成顶板的管理比较困难。工作面支架的下滑会严重地挤靠端头架，给支架工作带来困难，端头的维护工作对开采有重要的影响，因此要加强对端头的维护和管理。维护方法如下：第一，使用强度较高的端头支架，提高维护强度。第二，不同阶段的支架之间要有变坡点，机头出处的坡度要放缓。使端头架和过度架形成整体，最大限度提高端头顶板的支护强度，提高端头支架的防滑效果。

2）做好工作面的支护。支架的稳定性在开采工作中是极为重要的工作。要想保证其稳定性，在拉架时，要先伸出支架的伸拉梁，将煤壁顶住，于此同时，要撑紧邻架侧护板，降低伸缩梁，利用自滑方式拉架，防止出现跑架的现象。在移架的过程中，伸缩梁的收取要适当放慢速度，这样能够降低摩擦力，保证支架的稳定性，减少侧护板和顶板的磨损，并降低下滑力，减少支架的受力，防止支架的翻转和倾倒。

3）做好端头支架的相关工作。端头支架位于巷道之中，梁端前无煤壁，在这种情况下更容易出现问题。支架本身的结构和性能难以保证工作过程的安全，需要采取特殊的措施。拉架时需要在支架的顶梁上打入单体支柱，通过支柱的辅助顶住支架，抵消各种下滑分力，实现加固支架的目的[3]。顶板的控制工作也不容忽视。顶板如果出现问题，顶煤会从架前冒落，压低支架前梁，采煤机无法正常的进行割顶以及下倒工作，为了防止这种问题的发生，要采用以下措施：第一，提前加固顶板，保证工作过程中，顶板不受到外力的破坏。第二，对上铺双层金属网进行支护，避免抽漏的现象。第三，对抽漏处要进行手刨镐作业，通过超前支护处理提高顶板的抗压能力。