大傾角綜合機械化采煤生產工藝及安全管理研究

郭兆瑞

(山東能源新礦集團內蒙能源長城三礦 內蒙古鄂爾多斯 017000)

我國的各類資源儲藏量位居世界前列，為國民經濟的快速發展起到了基礎性保障作用。但由于我國對資源的需求量遠大于實際開采量，致使某些資源處于供應短缺的局面。其中煤炭屬于需求比缺口較大的資源，應提升煤炭資源的開采效率。另外煤炭開采具有一定的危險性，致使煤炭開采出現了較多安全事故，因此應加大研究煤炭生產的安全管理技術，從而有效保障施工人員的生命健康。

1 大傾角綜合機械化采煤生產工藝

1.1 工作面頂板管理

我國煤礦儲量的1/6屬于大傾角煤層，主要分布于西南地區。在開采大傾角煤層時會使用到大傾角符合型頂板，其具有起伏度較大且斷層較多的特點。煤層受到斷層的影響會表現為碎塊狀，開采此類煤礦往往會造成圍巖產生較大改變。在開展采煤工作時會經常出現復雜的地質情況，其中斷層會對割煤機的正常工作帶來嚴重影響，致使其產生巨大振動，進而造成工作面塌落，支架無法承受強沖擊力，當位移嚴重時會出現冒頂甚至瓦斯泄漏事故，對工作人員的生命及財產造成無法挽回的損失。

1.2 液壓支架穩定性

液壓支架是煤礦開采工作順利開展的重要保障，但在掘進至開采角度＞25°及以上時，因液壓支架受力點產生變化，造成其穩定性能無法保證，較易出現變形或滑動現象，使得圍巖、頂板產生一定問題，造成生產管理的安全隱患。故在放置液壓支架時應加強穩固性能，綜合考慮煤礦具體情況做進一步分析，從而最大限度的保障生產安全。

1.3 工作面兩巷布置

煤礦生產中需要設置機械性開采工作面，巷道與工作面會產生一定的交叉情況，此區域稱為端頭區。端頭區在煤礦中分布廣泛，在諸多環節中起到關鍵性作用。為切實有效發揮出支架應有的效果，還應改良相應的采煤技術方法。工作面和上下巷產生位置交叉時，應重視傾斜角度的問題，并按照機械設備的質量及坡度情況做進一步調節，可有效加固設備，避免因滑動產生安全隱患。端頭支架應設置合理準確，從而大大提升施工過程中的安全系數。

1.4 采煤機、輸送機設置

由于在開采過程中會受到煤層傾斜角度不斷增大的影響，使得偽傾斜值愈發突出，這對于采煤機、輸送機的位置產生較大影響，應及時查找原因，并采取有效措施避免機械設備產生進一步下滑，從而維護正常的生產秩序，因此應不斷調整為傾斜角度，使其更加精確。

2 大傾角綜合機械化采煤安全管理措施

2.1 頂板安全管理

為保障頂板安全，應從以下幾方面加強管理：首先，要及時獲取頂底板的移近量值及壓力狀況，相關人員應及時開展敲幫問頂，從而有效解決頂板冒頂等現象；其次，應制定及嚴格執行質量管理制度，及時檢查支架壓力，還可以安裝壓力表，實現對壓力數值的實時監測，一旦承壓能力與支架支撐壓力無法維持平衡性，致使支架出現坍塌、冒頂等情況，會對安全生產構成嚴重威脅。還應關注端頭架的傾斜角度是否合理，發現問題應及時調整；再次，由于復合頂板煤層較為單薄，采煤時較易造成斷裂現象，為解決這一問題，可在頂板中加入水泥等物質，可顯著增加強度，進而有效避免頂板出現冒頂或垮塌。此技術雖效果極佳，但成本較高，因此應綜合判斷具體情況，從而確定是否采取此類措施；最后，應將偽傾角設置為3°～18°，可解決頂板下滑或冒頂情況，并實現了快速移動支架、改善穩定性能的目的。

2.2 大傾角液壓支架安全管理

2.2.1 選擇合適的液壓支架

液壓支架是保證煤礦安全生產的重要工具，應加強其抗阻及穩定性能。我國普遍采用的液壓支架質量較大，穩定性能極佳。但同時存在不便運輸及安裝復雜的情況，阻礙了施工進度。因此應綜合選擇最為合適的液壓支架，協調好強度及重量之間的關系。我國煤礦生產中應用最為廣泛的是四柱式綜采支架，但其功能不及兩柱式支架，應針對其中的弊端進行針對性解決，或直接采用兩柱式綜采支架。

2.2.2 液壓支架防倒措施

支撐架在移動時較易產生變形現象，其中支撐架頂梁及掩護架、梁尾受到的影響最大。為解決這一問題，可于支架一側增設護板，縮短梁頂支架距離，從而促進穩定性能。

避免出現倒架問題。對于千斤頂來說，可以在支架的位置加設調節器，這樣即使液壓支架出現傾斜，也有實際的支點來支撐，也就不會發生嚴重的倒架。

2.2.3 液壓支架防滑

當液壓支架出現下滑現象時，所有的應力都在過耳橋橋板和防滑千斤頂周圍的位置集中，這樣一來，為了有效地防止支架出現下滑現象，就必須減少支架由于下滑應力而產生的損壞。如果其傾斜的角度大于25°的時候，其過耳橋橋板所承受的力度得到加強，輸送機下滑則可以通過推移桿來有效的控制。另外在相應的位置加設防滑千斤頂，也能夠有效地降低在滑落過程中所產生的應力，避免進一步損害液壓支架。

2.2.4 復合型頂板端面距離管理

綜合機械化采煤液壓支架的前探梁應該應用可伸縮的千斤頂，在開采完成之后其前探梁能夠及時地伸出，這樣復合型破碎頂板就能夠得到有效控制，避免了頂板出現冒頂、垮落以及片幫問題，減少安全事故的發生。

2.3 大傾角采煤機、輸送機防倒防滑

2.3.1 大傾角采煤機防倒防滑

大傾角采煤機因其結構復雜，應在使用前做好相應的安全檢查。其中要重點強化制動系統的管理，如發現問題應及時進行維修，從根本上杜絕生產風險。另外要依據采煤層實際情況，選擇最為適合的采煤設備，并加裝液壓抱閘防倒防滑設施，一旦出現下滑情況，能夠及時制動。針對采煤區較為特殊的地質狀況，還應首選單向割煤的工作方法，從而使采煤機保持最佳工作狀態，大大提升了安全性能。

2.3.2 輸送機防倒防滑措施

由于煤礦開采過程中會遇到較多煤層傾角過大的情況，致使輸送機穩定性無法保證，故應加大對偽傾斜面角度的合理控制。另外如傾角較小，同樣可以使阻力降低，提升輸煤效率。另外如輸送機因各種情況無法及時有效得到控制，應對其施以外力保障正常運行狀態，此過程中應配合煤層情況加以詳細分析。

3 結語

如上所述，大傾角綜合機械化采煤是一項較為系統性工作，需依據礦區實際情況加以詳細分析，進而有效強化安全生產，避免因冒頂、設備滑動等造成巨大的人員及財產損失。同時通過對施工過程進行深入分析，制定出了行之有效的支護防護措施，并對安全生產相關方向的問題進行了深入探討，為今后進行相關礦產開發作出了總結歸納及創新，希望為我國不斷發展的煤礦開采業提供一定的參考價值。