急倾斜综采工作面机械化开采技术的应用

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  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。
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