急倾斜综采工作面机械化开采技术的应用

姚磊

摘要：随着现代化发展与工业规模的扩大，我国对于化石能源的需求量不断提升，个别煤矿出现枯竭征兆，服役时间缩短，为此，国家扩大了对资源的开采力度，并将目光转向开采难度较大的矿产，其中，急斜煤层在我国分布十分广泛且煤炭储量丰富，但其开采难度较高，采煤工业对此缺乏丰富经验，急倾斜综采工作面的具体机械化采煤技术仍处于探索阶段，本文联系实际，对此进行详细分析，探究急倾斜综采工作面机械化开采技术的要点。

关键词：急倾斜综采工作面;机械化;开采技术;应用

引言：急倾斜煤层是煤系地层在经历剧烈构造运动后形成，其煤层构造与产状与普通煤层差异较大，开采时，环境条件尤为复杂，技术难度较高，常规开采技术完全无法满足需求，必须进行改良与革新。在信息技术和自动化技术高速发展的如今，将机械设备引入工业已成为时代的必然需求，本文联系生产实践经验，对急倾斜综采工作面机械化开采技术的应用进行深入分析，指出各方面注意事项，希望能够提供借鉴。

1 急倾斜综采工作面特性

急倾斜综采工作面的地质结构相对而言较为复杂，且稳定性极低。历经长期的地质变动后，煤层由水平变为倾斜状态，其地质结构与普通煤层完全不同，且稳定性差，常出现矸石和煤滑落问题，开采人员在工作面行走或者进行诸如运料等各项作业难度提升，操作机械设备时相对而言也不方便;还有，在急倾斜综采工作面使用的顶板，由于倾角问题，在斜面方向上重力的分力较大，因此不够稳定，并会引发一系列相关问题，导致底板岩层和支架稳定性受到影响，顶板和底板都容易发生滑动，且顶板有一定概率垮落。在此类工作面上实现机械化采煤难度较高，设备本身也有一定概率发生滑动，引发安全事故。

2 急倾斜综采工作面作业时常见问题

2.1输送机滑动问题

急倾斜综采工作面常使用输送机辅助开采，其属于大型、重型机械设备，本身自重和体积较大，由于工作面倾角较大，动摩擦因数不高，无法为输送机提供足够的摩擦阻力，因此，输送机在重力作用下，很容易出现滑动，若在工作过程中发生滑动，可能会导致其与转载机连接断开，严重影响生产过程。

2.2 采煤机滑动问题

采煤机与输送机类似，自身质量大、体积大，在急倾斜综采工作面中可能会出现滑动，若其沿工作面缓慢下滑，不仅会直接影响开采过程，导致作业中断，还可能造成安全事故，后果不堪设想。

2.3 液压支架滑动问题

液压支架并非大型机械设备，但本身也具有较高质量，当其发生滑动时，很容易出现倾倒现象，当端头液压支架缺乏稳定牵拉装置时，倾倒概率成倍提高，可能会为工作面开采过程带来安全隐患。

2.4 顶板垮落问题

在急倾斜综采工作面中，地质结构复杂，稳定性较差，若工作面顶板条件差，可能会发生垮落，使得支架无法充分发挥支撑作用，其承受的作用力发生大幅改变，最终产生形变甚至倾倒，影响生产安全性。

2.5 矸石溅射问题

在急倾斜综采工作面上作业时，频繁发生矸石溅射、飞出，致使工作人员受伤的问题，为工作面带来安全隐患，严重影响安全生产。

3 急倾斜综采工作面机械化开采技术应用

3.1 输送机防滑措施

首先，应在支架上按一定间隔设置防滑千斤顶，具体距离的把控可根据施工现场实际情况决定，以10节为宜，千斤顶两端分别与支架底座和推拉杆、运输机顺槽连接口相连，在移动输送机或输送机工作时，应将千斤顶设置为收紧状态，将其作为支架与输送机连接的媒介，避免输送机滑动。

其次，应适当调整工作面的移架和推溜顺序。在实际开采工作中，输送机受重力作用会自行下滑，但液压支架下移量与输送机不匹配，使支架推拉杆和输送机间出现偏移，加快输送机下滑速率，形成恶性循环。为防止连续下滑，应统筹全局，充分考虑实际生产需求，对移架顺序和推溜顺序进行调整，如有必要，可在工作面上采取分段停机方法，两次停机间隔一定时间。

最后，在开采过程中应时刻注意并保持输送机机头位置，确保其位于运输巷煤壁的端头，机头不能放置于倾斜角度较大的斜面，而是应位于坚硬且粗糙的底板，利用底板施加的摩擦力固定运输机，避免其发生下滑。实践经验表明，采用此类方式可有效控制和规避输送机下滑问题，减少安全事故的发生。

3.2 采煤机防滑

对于采煤机，应定期安排专业人士对其进行检修维护，记录防滑液压闸的运转情况，判断其是否能够正常使用并发挥作用，若出现损坏，应及时维修或更换;还有，应结合急倾斜综采工作面的实际生产条件增设防滑装置，如专用的防滑销，在非工作期间，使用防滑销控制采煤机齿轨，避免停机时防滑液压闸停用导致的下滑问题;还有，在采煤机即将停机时，应下拉机身前的液压支架，起到支护防滑作用。

3.3 液压支架防滑

应在液压支架上增设防倒装置，顶端使用侧护千斤顶，机头和顶梁使用防倒千斤顶，尾部则使用防滑千斤顶。还有，移架时应注意所用方法和工艺，严格按照国家相关安全标准和煤矿开采技术规范进行，杜绝诸如支架掩护梁悬空、连接错位、超高支护等危险现象，并在移架时注意调整支架底座位置和高度，确保其与煤层顶板和底板垂直。

3.4 顶板控制技术

急倾斜综采工作面倾角相对较大且地质结构复杂，因此，其顶板的稳定性相对较差，容易发生垮落，使得支架与顶板不能紧密连接，发生倾倒。可采用超前移动支架的方式进行规避，确保支架移动时与顶板垂直，并紧密连接，使端面距离始终处于最小状态;还可采用带压擦顶移架，减少相对滑动;若工作面倾角过大，无法同时完成割煤和移架，应将两者分步进行，先完成采煤机割煤，之后移动液压支架，并分阶段停机，及时进行支护。

3.5 矸石控制技术

为避免矸石飞溅或滑落伤害工作人员，应在急倾斜综采工作面内安装一定尺寸的捡矸皮带，其上下两端分别固定在支架护帮板顶梁内侧和溜槽，当采煤机通过时分别通过此二者收起和回放皮带。皮带尺寸可根据实际需求进行调整，其位置应靠近工作面的煤壁方向，避免矸石滚落或飞溅进入巷道，为工作人员带来安全隐患。此外，为杜绝机道内的矸石落入人行道砸伤工作人员，应于液压支架顶梁和刮板输送机间增设防飞矸网，并安排专员定期对其进行检修维护，对破损的网进行更换。安装时，为充分发挥防飞矸网的作用、有效控制飞矸，应调整其松紧度，并在其中增设支架链条和皮带等，增强防护效果。

4 结束语

急傾斜综采工作面具有很高的特殊性，其开采难度较大，容易发生诸如设备和支架滑动等问题，具有诸多安全隐患，严重阻碍了煤矿开采行业发展，且现有开采技术仍存在一定不足。想要成为世界工业强国，我国必须克服技术问题，在现有基础上改良所用开采方法，促进开采工作的机械化和自动化，提高效率，为工业发展提供足量资源。

参考文献：

[1]高红波，李涛.急倾斜煤层竖向机械化开采技术可行性研究[J].煤炭技术，2020，39（06）：15-18.

[2]刘勇. 急倾斜薄煤层俯伪斜综采技术及设备稳定性研究[D].重庆大学，2018.

[3]艾勇，彭英豪.急倾斜煤层综采技术与装备应用分析[J].煤炭科学技术，2015，43（03）：87-91.

[4]李俊斌，单付丰，何海荣，张坤.淮南矿区急倾斜厚煤层综合机械化开采技术[J].煤炭科学技术，2013，41（11）：39-42+46.