大倾角综合机械化采煤生产工艺及安全管理研究

赵富强

摘 要：本文针对大倾角综合机械化采煤生产工艺中的关键点进行了全面详细地分析，然后从不同的方面来分析其安全管理，这对安全施工具有重要的意义，而且也能够有效地提高工作效率。

关键词：大倾角；综合机械化；采煤生产工艺；安全管理

中图分类号：TD823 文献标识码：A

随着社会经济的快速发展，我国对各种资源的需求量都在不断增加。作为工业生产中重要的能源之一，我国每年对煤炭资源的需求比较大，这样一来就需要加大对煤炭资源的开采力度，提高采煤生产工艺。但是在近几年来，煤矿安全事故频发，引起人们和社会的广泛关注，因此加强对煤炭开采的安全管理是十分必要的，能够有效地避免安全事故的发生，对施工人员的生命健康安全以及维护社会稳定都具有重要的意义。

一、大倾角综合机械化采煤工艺的关键点

（一）注意工作面顶板管理问题

大倾角煤层指的是煤层的倾斜度在30°～55°之间，这种类型煤层的储量大约占到了我国煤层总储量的14%左右，对于我国的大倾角煤层分布来说，在西南地区比较广泛。在大倾角综合机械化采煤工作面中所使用的顶板被称为大倾角符合型顶板，其平整度和煤层厚度都具有较大的起伏，而且还有较多的断层，整个煤层呈现出的是碎块状，并且煤层采动后围岩也会发生相应的移动，如图1所示。在实际开采的过程中，如果遇到断层或者是较薄煤层的时候，由于割煤机在运转的过程中会产生较大的振动，就很可能造成工作面出现垮落，形成空顶，这样一来支架需要承受的冲击力就会比较大，进而出现重心转移、支撑作用降低等问题，产生冒顶、片帮等问题，严重的话煤岩层甚至会涌出瓦斯，对施工进度以及操作人员的生命健康安全产生严重的威胁和影响。

（二）液压支架稳定性

当大倾角煤层的开采角度大于25°以上的时候，如果液压支架的稳定性比较差的话就会出现挤压变形、倒架、下滑等问题，这主要是由于支架受力不均导致的，进而难以有效地控制围岩和顶板，这样对操作安全以及采煤质量都会产生一定的影响。因此在设计液压支架的时候，需要对其稳定性和防滑性进行综合考虑，并且加强与煤层开采实际情况之间的有效结合，增强液压支架的合理性和可行性。

（三）工作面两巷布置

大倾角综合机械化采煤的工作面指的是所需要布置的综合机械化开采工作面，其端头区指的就是上下巷与该工作面交叉的部分。端头区作为通风、运输、采煤的关键部分，多是密集分布，为了正常地推进安全支护，这对采煤工艺就提出了更多的要求。在选择工作面与上下巷交叉位置的时候，需要对煤层倾斜角度进行严格地分析，并且根据工作面坡度和设备重量对其夹角进行合理地调整，避免综采设备出现上下滑动的现象，端头支架的科学性和合理性，能够有效地保障其开采施工的安全性。

（四）采煤机、输送机设置

随著不断增加的煤层倾斜角度，也会逐渐地增加伪倾斜值，这就会严重地影响采煤机和输送机的实际位置，为了有效防止采煤机和输送机位置出现下滑，最重要的是对工作面的伪倾角度进行适当调整。

二、大倾角综合机械化采煤工艺的安全管理

（一）顶板安全管理

为了加强顶板安全管理，就需要做到以下4个方面：一是需要对顶底板的移近量值以及压力数据进行有效地收集和分析，将敲帮问顶落实，这样就能够避免顶板出现冒顶、片帮等方面的问题；二是需要加大对质量管理的力度，在大倾角综合机械化采煤的过程中需要适时地对支架压力进行检查，或者是在支架上安装恒定压力表，这样就能够随时补压，使顶板承压能力与支架支撑能力之间保持平衡状态，确保支架不会出现倒塌、冒顶等问题，进而扩大事故损失，另外还需要随时地对端头架的倾斜角度进行调整，确保其稳定性和安全性；三是避免顶板冒顶垮落，复合顶板煤层由于厚度比较薄，在采煤的过程中很容易出现断裂问题，为了增加其强度，可以顶板注入化学制剂或者是水泥等物质，这样就能够有效防止冒顶、垮塌，但是相对来说需要投入的成本也比较多；四是尽可能地将伪倾角的角度控制在3°～18°之间，这样能够最大限度地防止顶板出现下滑、冒顶或者是片帮的问题，而且还能够快速而对移动支架，其稳定性得到了显著增强。

（二）大倾角液压支架安全管理

1.合理选择液压支架的结构和材料。为了有效地确保液压支架的抗阻能力和稳定性，我国目前所使用的液压支架材料的重量都比较大，这虽然能够增强其抗阻能力和稳定性，但是也在一定程度上增加了液压支架转移、安装以及运输的难度，因此在选择液压支架材料的时候，既需要具有较高的强度，其重量也不宜过大，要方便运输。对于液压支架的结构来说，我国目前最常见的是四柱式综采支架，虽然得到了广泛地应用，但是在功能上仍然没有两柱式支架好，因此在改进和优化四柱式综采支架，还可以适当增加应用两柱式综采支架。

2.液压支架防倒措施。导致大倾角液压支架出现变形的首要原因就是支撑架发生变形，在移动的过程中最容易出现变形的位置主要是梁尾、掩护架以及支撑架顶梁这3个部位，因此就可以在支架的旁侧加设护板，使梁顶支架之间的距离进一步缩小，这样就能够有效地保障其稳定性，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。

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。

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。

（三）大倾角采煤机、输送机防倒防滑

1.采煤机防倒防滑措施。首先采煤机在投入使用事前，需要加强检查和管理其制动设备，如果存在问题则需要及时地进行有效处理，这样就能够降低安全风险；其次需要与采煤层的结构相结合，增强采煤机选择的合理性和科学性，还应该在采煤机上安装液压抱闸防滑装置，这样在停机或者是运行的过程中也能够有效地防止其下滑；最后在实际采煤的过程中，可以使用单向割煤的方式，这能够有效降低其工作负责，增强其工作稳定性。

2.输送机防倒防滑措施。如果煤层的倾斜角度比较大的话，输送机就很可能会出现上窜下滑的问题，因此在采煤的过程中加强对工作伪倾斜面角度的控制是十分必要的，在比较小的倾斜面上输送的时候，其阻力能够得到最大限度地减小。如果输送机在运行的过程中难以得到有效控制，还需要通过外力来维持其平稳运行，具体的方法还需要根据煤层实际的情况来制定。

参考文献

[1]王英旭.大倾角综合机械化采煤生产工艺及安全管理分析[J].科技创新与应用，2012（29）：97.

[2]伍永平，刘孔智，贠东风，等.大倾角煤层安全高效开采技术研究进展[J].煤炭学报，2014（8）：1611-1618.

[3]宋高峰，任志成，孔德中，等.大倾角煤层综合机械化开采关键技术研究[J].中国矿业，2013（11）：59-62.

[4]耿罡.浅析综合机械化采煤的安全生产管理及技术措施[J].科技创新与应用，2013（21）：114.