大倾角综合机械化采煤生产工艺及安全管理研究

郭兆瑞

(山东能源新矿集团内蒙能源长城三矿 内蒙古鄂尔多斯 017000)

我国的各类资源储藏量位居世界前列，为国民经济的快速发展起到了基础性保障作用。但由于我国对资源的需求量远大于实际开采量，致使某些资源处于供应短缺的局面。其中煤炭属于需求比缺口较大的资源，应提升煤炭资源的开采效率。另外煤炭开采具有一定的危险性，致使煤炭开采出现了较多安全事故，因此应加大研究煤炭生产的安全管理技术，从而有效保障施工人员的生命健康。

1 大倾角综合机械化采煤生产工艺

1.1 工作面顶板管理

我国煤矿储量的1/6属于大倾角煤层，主要分布于西南地区。在开采大倾角煤层时会使用到大倾角符合型顶板，其具有起伏度较大且断层较多的特点。煤层受到断层的影响会表现为碎块状，开采此类煤矿往往会造成围岩产生较大改变。在开展采煤工作时会经常出现复杂的地质情况，其中断层会对割煤机的正常工作带来严重影响，致使其产生巨大振动，进而造成工作面塌落，支架无法承受强冲击力，当位移严重时会出现冒顶甚至瓦斯泄漏事故，对工作人员的生命及财产造成无法挽回的损失。

1.2 液压支架稳定性

液压支架是煤矿开采工作顺利开展的重要保障，但在掘进至开采角度＞25°及以上时，因液压支架受力点产生变化，造成其稳定性能无法保证，较易出现变形或滑动现象，使得围岩、顶板产生一定问题，造成生产管理的安全隐患。故在放置液压支架时应加强稳固性能，综合考虑煤矿具体情况做进一步分析，从而最大限度的保障生产安全。

1.3 工作面两巷布置

煤矿生产中需要设置机械性开采工作面，巷道与工作面会产生一定的交叉情况，此区域称为端头区。端头区在煤矿中分布广泛，在诸多环节中起到关键性作用。为切实有效发挥出支架应有的效果，还应改良相应的采煤技术方法。工作面和上下巷产生位置交叉时，应重视倾斜角度的问题，并按照机械设备的质量及坡度情况做进一步调节，可有效加固设备，避免因滑动产生安全隐患。端头支架应设置合理准确，从而大大提升施工过程中的安全系数。

1.4 采煤机、输送机设置

由于在开采过程中会受到煤层倾斜角度不断增大的影响，使得伪倾斜值愈发突出，这对于采煤机、输送机的位置产生较大影响，应及时查找原因，并采取有效措施避免机械设备产生进一步下滑，从而维护正常的生产秩序，因此应不断调整为倾斜角度，使其更加精确。

2 大倾角综合机械化采煤安全管理措施

2.1 顶板安全管理

为保障顶板安全，应从以下几方面加强管理：首先，要及时获取顶底板的移近量值及压力状况，相关人员应及时开展敲帮问顶，从而有效解决顶板冒顶等现象；其次，应制定及严格执行质量管理制度，及时检查支架压力，还可以安装压力表，实现对压力数值的实时监测，一旦承压能力与支架支撑压力无法维持平衡性，致使支架出现坍塌、冒顶等情况，会对安全生产构成严重威胁。还应关注端头架的倾斜角度是否合理，发现问题应及时调整；再次，由于复合顶板煤层较为单薄，采煤时较易造成断裂现象，为解决这一问题，可在顶板中加入水泥等物质，可显著增加强度，进而有效避免顶板出现冒顶或垮塌。此技术虽效果极佳，但成本较高，因此应综合判断具体情况，从而确定是否采取此类措施；最后，应将伪倾角设置为3°～18°，可解决顶板下滑或冒顶情况，并实现了快速移动支架、改善稳定性能的目的。

2.2 大倾角液压支架安全管理

2.2.1 选择合适的液压支架

液压支架是保证煤矿安全生产的重要工具，应加强其抗阻及稳定性能。我国普遍采用的液压支架质量较大，稳定性能极佳。但同时存在不便运输及安装复杂的情况，阻碍了施工进度。因此应综合选择最为合适的液压支架，协调好强度及重量之间的关系。我国煤矿生产中应用最为广泛的是四柱式综采支架，但其功能不及两柱式支架，应针对其中的弊端进行针对性解决，或直接采用两柱式综采支架。

2.2.2 液压支架防倒措施

支撑架在移动时较易产生变形现象，其中支撑架顶梁及掩护架、梁尾受到的影响最大。为解决这一问题，可于支架一侧增设护板，缩短梁顶支架距离，从而促进稳定性能。

避免出现倒架问题。对于千斤顶来说，可以在支架的位置加设调节器，这样即使液压支架出现倾斜，也有实际的支点来支撑，也就不会发生严重的倒架。

2.2.3 液压支架防滑

当液压支架出现下滑现象时，所有的应力都在过耳桥桥板和防滑千斤顶周围的位置集中，这样一来，为了有效地防止支架出现下滑现象，就必须减少支架由于下滑应力而产生的损坏。如果其倾斜的角度大于25°的时候，其过耳桥桥板所承受的力度得到加强，输送机下滑则可以通过推移杆来有效的控制。另外在相应的位置加设防滑千斤顶，也能够有效地降低在滑落过程中所产生的应力，避免进一步损害液压支架。

2.2.4 复合型顶板端面距离管理

综合机械化采煤液压支架的前探梁应该应用可伸缩的千斤顶，在开采完成之后其前探梁能够及时地伸出，这样复合型破碎顶板就能够得到有效控制，避免了顶板出现冒顶、垮落以及片帮问题，减少安全事故的发生。

2.3 大倾角采煤机、输送机防倒防滑

2.3.1 大倾角采煤机防倒防滑

大倾角采煤机因其结构复杂，应在使用前做好相应的安全检查。其中要重点强化制动系统的管理，如发现问题应及时进行维修，从根本上杜绝生产风险。另外要依据采煤层实际情况，选择最为适合的采煤设备，并加装液压抱闸防倒防滑设施，一旦出现下滑情况，能够及时制动。针对采煤区较为特殊的地质状况，还应首选单向割煤的工作方法，从而使采煤机保持最佳工作状态，大大提升了安全性能。

2.3.2 输送机防倒防滑措施

由于煤矿开采过程中会遇到较多煤层倾角过大的情况，致使输送机稳定性无法保证，故应加大对伪倾斜面角度的合理控制。另外如倾角较小，同样可以使阻力降低，提升输煤效率。另外如输送机因各种情况无法及时有效得到控制，应对其施以外力保障正常运行状态，此过程中应配合煤层情况加以详细分析。

3 结语

如上所述，大倾角综合机械化采煤是一项较为系统性工作，需依据矿区实际情况加以详细分析，进而有效强化安全生产，避免因冒顶、设备滑动等造成巨大的人员及财产损失。同时通过对施工过程进行深入分析，制定出了行之有效的支护防护措施，并对安全生产相关方向的问题进行了深入探讨，为今后进行相关矿产开发作出了总结归纳及创新，希望为我国不断发展的煤矿开采业提供一定的参考价值。