綜合機械化固體充填采煤礦壓控制原理與支架受力

摘要：綜合機械化固體充填采煤技術能夠將煤炭資源的回收率提高，并循環利用礦區的固體物質，保護礦區的基本環境以及各種資源等。當對固體充填采煤法及其巖層控制情況進行研究時，通常是將其與一般的長壁綜采在采煤采礦中的應用相互比較，進一步的完善固體充填采煤技術在巖層移動等中的應用。本文即為基于對固體充填采煤技術的研究，對其控制原理以及支架受力情況做以簡要的分析。

關鍵詞：綜合機械化固體充填 固體充填采煤 礦壓模型

充填采煤技術在國際中已有很長的研究歷史，而我國對于固體采煤相關技術也有大約60年的歷史。國內外對于廢石、水沙等充填技術現階段已有很大程度的研究與進展，也做了一些成功的試驗。然而，鑒于對煤炭工業的各種實際條件的制約，這些具有應用價值的采煤技術基本上每一種都要具有低成本、高效益等等多項優點，綜合機械化固體充填采煤技術是為了能夠滿足現實現狀的需求而研究開發出來的。本文是對綜采的方法進行了詳盡的對比，對固體充填采煤技術的相關控制原理進行了研究，并且提出了支架設計原理，對支架受力分析進行了簡要的分析與闡述。

1 綜合機械化固體充填采煤技術

綜合機械化固體充填采煤技術是綜合了機械采煤與固體填充這兩種方法得出的方法，綜合機械化固體充填采煤技術與傳統的采煤技術二者相一致，但是綜合機械化固體充填采煤技術完全是我國自主研發得出的結果。下面即為作者對綜合機械化固體充填采煤技術的相關原理、技術、受力情況等等做以分析。

1.1 綜合機械化固體充填采煤原理

①綜合機械化固體充填采煤技術在工作面布置上基本可以與傳統綜采技術的布置相一致，其中巧妙對采煤工作進行布置，也就是說在采空區的一面布置作業任務，進而在進風的一側安置一條運輸的傳送帶，把固體物質送到傳送板上。通過運用這種布置方式，可以將采煤工作與充填工作進行良好的結合，使二者在同一個工作系統中運行。統一工作系統下進行采煤以及充填工作的核心技術為綜合機械化固體充填采煤液壓支架。據研究可得出固體物質填充的幾個側重點為空間、通道以及動力，在這樣的工作布置情況下便能夠實現液壓支架與傳統的采煤技術相比較融合，在設備運營的過程中傳統采液壓支架的設備掩護尾部將會用水平的后梁進行替換，這樣便能夠將固體物質直接運送至需要到達的部位，而不是在采空區。

②將固體物質通過皮帶的運送最終將其送至掩護后梁的充填輸送設備上，繼而形成一個完整的固體物質傳送通道。

③固體填充物質由于自身重力的影響需要從刮板式的傳送機送料孔洞中將固體物質運送至后梁的空間內部，隨之用輔助的機器進行壓實工作，從而加大固體的密度。

1.2 固體充填采煤的四代液壓支架

在對現階段的固體填充采煤方法以及技術進行深入的認真研究與分析之后，可以得出綜合機械化固體充填采煤液壓支架從開發到現如今已經實現了由第一代到第四代的轉變與發展。當這一技術最先開始研發之時，由于受到了研究經費的限制使得第一代的綜合機械化固體充填采煤液壓支架僅是利用廢舊的傳統支架經過改造而制成的，但即使在這樣的條件下那一時期的工業性實驗同樣取得了一定的發展與進步，實現了預期的目標。若仔細的將綜合機械化固體充填采煤液壓支架由第一代到第四代逐一進行對比分析，可以發現其實第一代液壓式支架實質是反四連桿四柱支撐式的支架，將其與其他的三代比較最大的差異在于其沒有對充填物質進行主動的夯實工作。當然每一代均具有自身的獨特的優勢，并且逐漸在向更先進、更優化轉變，作者在此不對其進行一一的介紹。

2 綜合機械化固體充填采煤礦壓控制基本原理

綜合機械化固體充填采煤礦壓與傳統的普通采煤礦壓技術原理進行比較，會發現其實兩者的基本原理基本上是相同的，但是固體充填采煤與傳統的采礦壓技術兩者在控制上卻存在著原理上的不同。

2.1 綜采礦壓控制的基本原則

本文中所指出的礦壓控制主要是指對于采場礦壓的基本控制，對于綜采礦壓控制的基本原則，作者主要是通過對綜采液壓支架結構的特點進行分析說明的：

①確保每一位工作人員的生命安全。據研究表明，如果支架的頂梁在工作的過程中擋住頂層巖石的滑落，而支架的掩護梁便會擋住大塊硬石涌至工作人員通行的通道內部，對工作人員的安全造成一定的威脅，所以安全第一是所以工程實施的基本原則。

②掩護采煤工作面機械作業。實際運行采用的支架要保證能夠使整個的采煤機械工作過程中整個的煤壁內部所有的空間都能保持一定的穩定性。

③保持采煤礦壓工作面的最小通風面穩定并且能夠保障風流的通暢穿行。這一點主要是為了能夠滿足采煤礦壓工作區的瓦斯、粉塵的流動，防止爆炸、火災等的發生。

④抵抗工作周期的壓力。綜采的方式比較適用于長壁管理方式，這就要求設備等要對工作周期的壓力沖擊具備一定的抵抗能力。

2.2 固體充填采煤礦壓的控制原理

①做好工作人員的安全保證工作。無論是哪一種采煤礦壓方式，均存在一定的安全隱患，所以保證工作人員的人身安全工作是所有工作的重中之重，不可忽視。

②采煤工作面機械化的維護工作。雖然支架本身具有一定的穩定性，但是由于工作過程中沒有周期性的來壓，所以需要一定的維護工作。

③保障工作現場的風流通暢。與上述的綜采模式相比較，這種采煤液壓工作模式的工作空間已經被壓實，密度較大，所以不用再考慮漏風的情況出現。

綜上所述可以得出，這兩種采煤液壓方式在保障工作人員以及機械運行的空間穩定性這一層面來講，就已經存在一定的差異。然而最為根本的差異在于兩種工作模式下的支架所能夠承受的工作壓力是不同的。

3 結束語

綜合機械化固體充填采煤技術能夠將煤炭資源的回收率提高，并循環利用礦區的固體物質，保護礦區的基本環境以及各種資源等。當對固體充填采煤法及其巖層控制情況進行研究時，通常是將其與一般的長壁綜采在采煤采礦中的應用相互比較，進一步的完善固體充填采煤技術在巖層移動等中的應用。本文即為基于對固體充填采煤技術的研究，對其控制原理以及支架受力情況做以簡要的分析。希望通過文本對這一問題的分析，能夠幫助更多的工作者以及研究人員更加深入的認識這一技術控制原理以及受力情況，同時也期望我國的相關技術能夠得到更好的運用與發展。

參考文獻：

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