杜建偉

（山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西長治046000）

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對煤炭的需求量不斷提升，大傾角煤層的開采項目也日漸增多，而大傾角煤層多是傾角在35°～55°的煤層，這類煤層開采難度較大，如果沒有掌握相應(yīng)的采煤生產(chǎn)工藝，則會發(fā)生安全事故，經(jīng)濟(jì)效益也無法全面實現(xiàn)，所以必須要提升采煤工藝，加強(qiáng)安全管理。

1 大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝重點

1.1 大傾角綜采工作面的頂板管理技術(shù)

大傾角綜采頂板是指采煤工作面中使用的頂板，因大傾角煤層的傾斜度較高，通常在35°以上，且煤層不同地方的平整度與煤層厚度不同，所以頂板的選擇必須要合理，以起到較強(qiáng)的支撐作用。我國的煤層大多是在南方地區(qū)，這些地區(qū)的煤層中有一定的斷層，導(dǎo)致煤層的“碎塊化”更為嚴(yán)重，在開采中，對“斷層”處的把握不夠會使工作面的煤巖體垮落，從而使頂板短時間內(nèi)受到較大的沖擊，在巨大的沖擊壓力下中心轉(zhuǎn)移，極易出現(xiàn)片幫、冒頂?shù)惹闆r，致使煤巖層的瓦斯涌出，從而威脅到作業(yè)人員的安全，所以在頂板管理方面，必須要確定好頂板的重心以及支架的安裝[1]。

1.2 大傾角綜采液壓支架穩(wěn)定性

綜采液壓支架在大傾角綜合機(jī)械化采煤中作用極大，為了使采煤活動安全穩(wěn)定進(jìn)行，必須要保障其穩(wěn)定性，減少液壓支架下滑、變形等情況，提升采煤工作質(zhì)量。具體來說，保障大傾角綜采液壓支架穩(wěn)定性，首先要求在支架設(shè)計時從防滑、穩(wěn)定的角度出發(fā)，選用防滑類材料，保證支架本身的質(zhì)量；其次需要依據(jù)實際煤層的開采條件進(jìn)行設(shè)計，以增加支架的可行性與實用性；最后，為保障液壓支架的穩(wěn)定性，還需相關(guān)人員分析與液壓支架相關(guān)機(jī)械的特點，從整個開采活動的角度出發(fā)進(jìn)行構(gòu)建。

1.3 大傾角工作面兩巷布置

大傾角綜合機(jī)械化采煤過程中，必須要注重端頭區(qū)（工作面與兩項交叉部分），該處是通風(fēng)、運輸以及采煤的關(guān)鍵部分，如果沒有相應(yīng)的工藝對其進(jìn)行布置，則通風(fēng)不佳或運輸不便，最終導(dǎo)致開采效率低下，存在開采安全隱患。因此在兩巷布置處，需要對煤層的傾斜角度進(jìn)行分析，依據(jù)具體的作業(yè)情況來調(diào)整兩巷的夾角，避免設(shè)備上下滑動。在大傾角工作面兩巷布置中的工藝重難點便是對夾角的控制，除需要精確的數(shù)據(jù)外還需要有豐富的經(jīng)驗。

1.4 大傾角輸送機(jī)、采煤機(jī)設(shè)置

對于輸送機(jī)與采煤機(jī)來說，其工藝難度相對較低，只需依據(jù)煤層的傾斜角度進(jìn)行調(diào)整便可，如果煤層的傾斜角度較大，那么對采煤機(jī)的影響會比較大，易使采煤機(jī)出現(xiàn)倒滑現(xiàn)象。在實際采煤工作中該現(xiàn)象比較常見，采煤機(jī)以及輸送機(jī)的實際位置常與預(yù)計位置不同，故而在該環(huán)節(jié)需要控制其左面的偽傾角，并依據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，使輸送機(jī)與采煤機(jī)的實際位置達(dá)到預(yù)計位置，再進(jìn)行開采。

2 大傾角綜合機(jī)械化采煤實踐

2.1 設(shè)備的配套選型

A項目是采區(qū)內(nèi)的第2個工作面，走向860 m，兩巷的傾斜長度為145 m，依據(jù)走向平行布置。A項目受采取內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造影響，該地方的煤層傾角在28°～36°之間，角度變換較大，煤層厚度約為2.4 m，其周圍是粉砂巖以及菱鐵礦，內(nèi)部有瓦斯，瓦斯的涌出量較大，約為14.13 m3/t，所以如果沒有選用合理的工藝，該處會存在爆炸風(fēng)險。在開采前，所選用的設(shè)備主要為液壓支架、刮板輸送機(jī)、中雙鏈、轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式輸送機(jī)、采煤機(jī)、無極繩絞車、乳化泵以及移動變電站，其中除卻液壓支架為97架外，其余均為1臺，該處設(shè)備在選擇時依據(jù)煤礦采煤工作面生產(chǎn)的三要素選定，即技術(shù)條件、裝備水平以及管理層次。

2.2 開采過程中的重點注意事項

在開采過程中，所需注重的重點為“三機(jī)”防滑、兩巷設(shè)置及“一通三防”。具體來說，因為A項目的煤層傾角較大，所以“三機(jī)”防滑極為必要，如果滑動度較大，那么其實際位置與預(yù)計位置會有較大差距，使開采效果難以達(dá)到最佳，故而對防滑問題進(jìn)行重視，所采取的措施是調(diào)采面刮板機(jī)機(jī)頭，讓機(jī)頭與機(jī)尾之間存在一定距離，并用2根單體液壓支柱打頂柱撐緊機(jī)頭，防止其下滑；對于兩巷設(shè)置來說，需要采用錨網(wǎng)梯（索）聯(lián)合支護(hù)，從而確定設(shè)備的穩(wěn)定性；對于“一通三防”的管理，需要將瓦斯抽放管路放于采面上巷，同時還需要在割煤后將支護(hù)頂板及時移走，減少安全隱患[2]。

2.3 主要技術(shù)分析

大傾角煤層的開采技術(shù)主要有兩種，分別為放炮回采與機(jī)械化綜采。當(dāng)前多數(shù)地方的大傾角煤層開采采用的是放炮回采，以A項目為例，通過構(gòu)建模型與數(shù)據(jù)分析可以得出，放炮回采用該種方式進(jìn)行開采時，平均日產(chǎn)量約為1 211.04 t，而采用機(jī)械化綜采，平均日產(chǎn)量約為2 427.84 t，兩者相較可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)械化綜采的效率相對較高，但在采用該種方式進(jìn)行開采時還需重視其安全管理。

3 大傾角綜合機(jī)械化采煤工藝安全管理分析

3.1 頂板安全管理分析

頂板安全管理主要是確定頂板的重心，采取措施增加頂板的承重性能，因而對于頂板的安全管理需要從數(shù)據(jù)搜集、質(zhì)量管理、工作面?zhèn)蝺A角的控制以及部分預(yù)防措施四方面出發(fā)。具體來說，在數(shù)據(jù)搜集方面主要搜集的是煤層的壓力數(shù)據(jù)與頂板的近量值，在數(shù)據(jù)搜集之后還需通過構(gòu)建模型來對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，為后續(xù)作業(yè)奠定基礎(chǔ)；在質(zhì)量管理方面，主要是對支架的管理，因為支架直接支撐著頂板，如果支架的支撐力小于頂板的承壓力，可能會造成頂板垮塌，從而影響作業(yè)人員安全作業(yè)，所以必須要確保支架的質(zhì)量，保障支護(hù)安全；從工作面?zhèn)蝺A角的角度來說，需要依據(jù)具體的煤層傾角來確定，煤層傾角較大，則工作面?zhèn)蝺A角也要隨之調(diào)整，一般情況下工作面?zhèn)蝺A角在3°～18°之間，這樣才能盡可能的防止支架下滑以及頂板冒頂?shù)那闆r出現(xiàn)，從而確保頂板穩(wěn)定性[3]。

3.2 大傾角液壓支架安全管理分析

大傾角液壓支架安全管理包括的內(nèi)容相對較多，分別是結(jié)構(gòu)選擇、支架防倒工作、支架防滑工作以及復(fù)合型頂板端面距管理。首先，在結(jié)構(gòu)選擇方面，鑒于大傾角煤層開采的特性，其支架的穩(wěn)定性與抗組能力是必須要重視的，但因為當(dāng)前我國液壓支架材料的重量較大，在重量無法調(diào)整時，必須要選擇合適的結(jié)構(gòu)，例如在選擇時選用“四柱式綜采支架”這一結(jié)構(gòu)，并輔以“兩柱式綜采支架”，以保障支架的穩(wěn)定與抗組性能；其次，在支架的防倒、防滑工作中，需要在支架兩側(cè)加“側(cè)護(hù)板”，避免支架變形倒塌，在實際開采過程中，頂梁、掩護(hù)架、尾梁三部分是最容易發(fā)生變形的部位，故而要加強(qiáng)對這三部分的管理；再次，支架除卻變形，還有可能下滑，為避免支架下滑，可以加強(qiáng)過耳橋橋板力度；最后對于復(fù)合型頂板端面距的管理，需要依據(jù)具體的情況選用伸縮千斤頂?shù)那疤搅壕C采液壓支架，以減少冒頂情況的發(fā)生[4]。

3.3 大傾角輸送機(jī)、采煤機(jī)防倒防滑分析

大傾角輸送機(jī)、采煤機(jī)的防倒防滑管理措施基本一致，如果大傾角煤層的傾角過大，超過40°，則需要嚴(yán)格控制綜采工作面的偽傾斜角；如果下滑情況比較嚴(yán)重，那么可以使用部分外部設(shè)施對其進(jìn)行控制，如利用單項推移輸機(jī)進(jìn)行推移等。在實際的采煤過程中，還需考慮液壓支架的承重能力，全方位的進(jìn)行管理，保障輸送機(jī)不咬架、不擠架，使各方能夠和諧的進(jìn)行工作。另外，在采煤過程中，為了保障采煤工作的穩(wěn)定性，還可以調(diào)整割煤的方式，使采煤機(jī)的工作負(fù)荷降低，如利用單項割煤的方式對三角煤進(jìn)行切割，及時對輸送機(jī)、采煤機(jī)進(jìn)行刮板推移，避免倒滑現(xiàn)象。

4 結(jié)語

大傾角綜采工作面開采工藝工作復(fù)雜且影響因素較多。因此，要想保證開采工作的有效進(jìn)行，實現(xiàn)安全管理，就要加強(qiáng)對地質(zhì)構(gòu)造情況、技術(shù)條件的綜合分析，提升采煤技巧，保障作業(yè)人員的生命安全。

[1]劉書文.大傾角、復(fù)雜地質(zhì)條件綜合機(jī)械化采煤[G]//第五屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集，2017（7）：36-37.

[2]徐賢畢.大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝及安全管理的實踐[J].煤，2016，19（9）：33-34；37.

[3]李浩，葛樹遠(yuǎn).綜合機(jī)械化采煤在大傾角中厚煤層軟頂工作面的應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2016（1）：90-91.

[4]陰蒙強(qiáng)，周實誠.大傾角煤層綜合機(jī)械化采煤的實踐[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2015（S1）：109-110.