大倾角综合机械化采煤生产工艺分析
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摘要:大倾角煤层在我国分部较为广泛，尤其在西南地区更多，随着煤炭产能的普遍使用量增加，对大倾角煤层的开采程度不断加大，本文主要对大倾角综合机械化采煤生产工艺及安全管理进行分析。
关键词:大倾角;煤层;安全;工艺
中图分类号:F406．8;TD823．21 文献标志码:B 文章编号:1008－0155(2016)09－0054－02
大倾角煤层是指倾斜度在30°－55°的煤层，在我国分部较广，约占煤层储量的14．05%，故提高大倾角综合机械化采煤工艺及安全管理分析工作，是提高煤矿产能高效、安全的重要因素之一。
1大倾角综合机械化采煤工艺重点
1．1大倾角综采工作面的顶板管理技术
在我国西南地区，倾角在25°－55°煤层的大倾角工作面破碎型顶板统称为大倾角复合型顶板，复合顶板中煤层厚度和平整度起伏较大，断层较多，煤层主要呈碎块状，回采工作难度较大，当开采工作进行过程中，遇到较薄的煤层或断层时，会使割煤机截割煤层矸石震动，引发工作面煤岩体垮落，造成空顶，使支架因突然承受较大冲击力而转移重心，起不到支撑作用，产生片帮、冒顶，更为严重时会导致煤岩层中瓦斯涌出，严重影响操作人员人身安全和大倾角综合机械化采煤施工进度，故顶板管理的好坏将直接影响大倾角综合机械化采煤的关键工序。
1．2大倾角综采液压支架稳定性
保持液压支架的稳定性对大倾角综合机械化采煤工艺具有重要意义，在开采倾斜角度＞25°的大倾角煤层时，很可能发生液压支架下滑、倒架、支架相互挤压变形的现象，使液压支架受力不均，导致重心转移，降低支架对顶板、围岩的控制程度，严重影响大倾角机械化采煤工作的质量及操作人员的人身安全。那么大倾角综合机械化采煤工艺要求大倾角液压支架在设计时，应综合考虑支架防滑性、稳定性，并根据实际煤层开采条件，选择合理的液压支架，以保障大倾角液压支架的稳定性。
1．3大倾角工作面两巷布置
从综合机械化开采所需布置的工作面即为大倾角综采工作面，而大倾角综采工作面与上下两巷交叉的部分被称为端头区。端头区是采煤、运输、通风的关键点，因此在设备分部上较为密集，那么实现大倾角工作面端头的安全支护工作面正常推进，就要求大倾角综合机械化采煤工艺能够根据煤层倾斜角度，选取上下两巷与工作面切眼之间的位置，且要根据综采设备的重量与坡度调整工作面的夹角，控制综采设备的上窜下滑，并采用正确、科学的端头支架，保障大倾角端头区工作中的安全性。
1．4大倾角输送机、采煤机设置
煤层倾斜角度的增加时其伪倾斜值也会相应增加，此时将会对输送机和采煤机所具位置产生影响，通过调节综采工作面的伪倾角度，对输送机、采煤机的次序进行设置将会防止其下滑的有效措施之一。
2大倾角综合机械化采煤工艺安全管理分析
2．1顶板安全管理分析
①收集压力数据、顶底板移近量值，并对数据进行科学合理的分析，落实敲帮问顶，能够有效预防顶板片帮、冒顶;②加强质量管理。在大倾角综采过程中要不定时检查支架压力，或设置恒定的支架压力表，做到及时补压，保证支架的支撑力达到顶板压力的承压能力，防止顶板来压，冒顶、倒塌压垮综采支架，造成大量损失;同时应检查上下端头支架与巷道三角区的配合支护，并随着工作面推进程度和出口宽度的改变，调节端头架的倾角，保证端头支护安全、稳定性;③预防顶板冒顶垮落。由于复合顶板煤层较薄，在综采过程中易断裂，所以对顶板注入水泥或其他化学制剂使顶板岩石强度增大，以便控顶，防止垮冒，但投入成本较高;④将工作面伪倾角控制在3°－18°，防止顶板片帮、冒顶及支架下滑，同时便于快速推进移架，有效保护顶板稳定性。
2．2大倾角液压支架安全管理分析
2．2．1液压支架材料和结构的选择为了保证液压支架稳定性与抗阻能力，目前我国液压支架所使用的均是重量较大的材料，致使液压支架在运输、安装、转移的过程中非常不便，因此，在液压支架的材料选择上应尽量选择强度高且重量小，便于运输的材料;那么在结构选择上，目前国内主要以四柱式综采支架为主，这种结构虽然应用广泛，但性能与两柱式综采液压支架相比仍有不足，所以，在对四柱式液压支架改进的同时，应加大两柱式综采液压支架的应用比例。2．2．2液压支架防倒工作支撑架变形是引起大倾角液压支架变形的主要原因，而支撑架顶梁、掩护架、尾梁是最容易发生位移导致液压支架变形的部位，所以应对液压支架加设侧护板，并减小支架顶梁之间距离，保证液压支架稳定性，防止倒架，同时可加设可调架千斤顶调整支架位置以避免液压支架倾斜时没有支点支撑，发生倒架。2．2．3液压支架防滑工作液压支架下滑时，支架应力主要集中于防滑千斤顶和过耳桥桥板周边区域，那么，为了控制支架下滑，减少下滑应力对支架造成损坏，当工作面的倾斜角度＞25°时应加强过耳桥桥板力度，同时采用推移杆控制输送机下滑，并在相邻底座设置防滑千斤顶，减小液压机支架滑落时所产生的应力对液压支架的损害。2．2．4大倾角综采工作面复合型顶板端面距管理应选用可伸缩千斤顶的前探梁综采液压支架，割煤过后及时伸出前探梁控制大倾角复合型破碎顶板，预防架前顶板片帮、垮落、冒顶，发生综采工作面顶板冒顶事故。
2．3大倾角输送机、采煤机防倒防滑分析
2．3．1输送机防倒、防滑措施当煤层倾角过大时，将会导致输送机出现煤壁片帮以及上窜下滑等情况，那么就要求在大倾角综合机械化采煤过程中，一定要严格控制综采工作面伪倾斜角，并尽量减小输送机底链的阻力，同时防止巷道中的矸石和煤等杂质进入底槽中使输送机倒滑，增加上窜下滑力度;在输送机与支架控制上，当发现下滑情况时，应及时采取有效措施进行控制，当下滑情况比较严重时，还应采取使用外部设施的办法，对其加以控制，并通过单向推移输机对工作面下端头进行移动，移动的同时要进行单向割煤工作。在单向割煤时，应注意综采液压支架的支撑能力，保证综采液压支架能够稳得住运输机机头，因为在移动工作面运输机与综采支架同时，要采用2∶1或3∶1以上调采工作面方式，同时还要进行运输机推移工作和综采支架拉移工作，而在整个推移工作实施过程中，要按顺序推移运输机，要保证综采液压机支架不咬架、不背架、不挤架，综采液压支架成一条直线。2．3．2采煤机防倒防滑措施采煤机的防倒防滑工作，首先应在采煤机工作之前，做好采煤机制动设备检查管理工作，当发现问题时及时处理，降低安全风险;并结合所采煤层结构，选择合适的采煤机，应安设有液压抱闸防下滑的装置，防止煤机运行或停机下滑，以免在实际工作中出现采煤机损坏滑靴、折断齿轮齿轨等情况;那么，为了保证采煤机工作稳定性，可采用单向割煤方式，减小采煤机工作负荷，并保证在上行返空刀割煤时，割煤截齿能够及时地对三角煤进行切割;在下行割煤时，要控制采煤机运行速度，并保证在煤壁前部切入滚筒;最后，要尽量减少采煤机上行割煤时停机的次数，保证在第一时间切入煤壁中，且及时对输送机刮板推移，防止倒滑现象产生。
3结束语
我国大倾角煤层所占总煤层比例较大，由于大倾角煤层较为复杂，回采工作进行较为困难，且在机械化采煤过程中容易发生倒架、运输机下滑、煤机上行走不动、顶板管理困难等情况，故对大倾角综合机械化采煤工艺及安全管理分析也成为当前采煤工作研究的主方向之一。
作者：朱洪 单位：兖矿贵州能化发耳煤业有限公司