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1大倾角煤层开采的特点分析
(3)大倾角综采工作面的开采,一般采用立井多水平开采方式。由于底板岩层的移动,下面的煤层可能遭到破坏,加上技术方面的限制,水平垂直高度一般控制在100~150m。而两个相邻大倾角综采工作面的开采,由于工作面倾角较大,顶板破裂下落的岩块将沿底板向下部采空滑落,造成工作面采空区内形成不均匀填充特征,工作面的区域矿压以不同的方式显现出来。
(4)由于综采工作面的倾角大,开采危险性高,所以围岩对支护系统稳定性的要求也越来越高,所以在设计和布置支护系统时,应综合考虑支护阻力大小。整体稳定性控制两个方面。
2大倾角综采工作面开采的问题及关键技术
2.1大倾角工作面开采的主要问题
在大倾角综采工作面的开采中,需要解决的主要问题是控制支架与运输机下滑、支架失稳等问题。所以,综采工作面液压支架管理为各项开采工艺中的关键和核心。如果支架的工作状态不好,则直接影响开采作业的进行。因此,提高液压支架管理水平,是确保安全生产的前提,也是管理的重点和难点。运输机的下滑是由于运输机进入机道,如果运输机头与机道转载机无法正常搭接,则可能给下面的作业带来困难,且引起支架下滑,出现支架失稳现象,影响综采工作面的正常生产。
2.2大倾角综采工作面关键技术
(1)顶板管理是大倾角综采工作面管理的重点,措施包括:①工作面上、下超前出口,按作业规程要求做好超前支护,避免出现塌冒;②工作面的顶板或假顶破裂时,先挂网,并严格控制顶板;③合理控制采高,这是液压支架初撑的有力保障,工作面煤壁采高控制在支架最大采高以内,杜绝支架超高现象的发生,液压支架顶梁仰角为3~5°,架子向上山方向迎1~2°,确保工作压力不低于泵站压力的80%。如煤壁超宽,应及时伸出伸缩梁,并展开折叠式掩护梁,同时严格控制煤壁片帮现象的发生。
(2)支架的防倾斜管理。①严格控制割煤速度及数量。割煤方式采取单向割煤,往返一次进刀一次,或者采用浅截深多循环的方式,严格控制截深深度,并保证卧底量符合要求。将割煤速度控制在1.5~2m/min,并确保割煤机匀速前进,降低割煤负荷,提高支架的稳定性;②移架防倾斜处理。首先是找平底板,用带压擦顶移架。移架过程中,注意控制降架高度,避免支架倾斜。同时,拉架应确保垂直于顶板与底板,将歪斜度控制在±5°以内。
3安全技术管理的应用
某煤矿334综采工作面位于采区右翼第一区段,上、下区段尚未准备,大断层保护煤柱落差达100m,设计面长度为156m,煤层的倾斜角在27°以上,最大倾角为40°,煤层的平均厚度超过了2.5m。
3.1安全技术措施分析
(1)工作面伪倾斜管理。借鉴其他综采工作面的经验,本综采面机巷超前风巷距离严格控制在20m上下。但是在回采过程中发现,该工作面机巷超前风险距离为12m,即可确保运输机作业的稳定性。经分析认为,这主要是由于在拉架过程中,工作面倾角大,降架后支架下滑,但运输机与支架前端相连,且尾部下滑较大,致使运输机与支架之间的夹角偏向机尾方向。因此,在拉架过程中,应及时调架,避免运输机上窜。
(2)挡矸链的应用。为了避免工作面下滑的煤石沿支架滚落到人行道内,应每隔15架立柱与多用圆环铁链悬挂在支架顶梁上,而下端连接在支架底座上,组成“挡矸链”,防止滚落。
(3)防片帮措施。综采工作面的支架一般配备有护帮板,在采煤机过后,所有支架的伸缩梁均必须伸出,而且还要打开护帮板。防片帮网的应用:在运输机挡煤板上,悬挂一定的麻绳网。麻绳网的悬挂要求是,上侧吊挂于支架顶梁,而下侧放置于挡煤板以下,但是网不能拉拽的太紧,在拉架过程中,应清理干净架间的浮煤。
(4)运输机机道管理。为了切实保证采矿工作人员的安全,在运输机机头第三架、第七架和第十五架,以及机尾向下第三架、中部等,各设置一个宽度为2m、高度为2.5m的皮带吊挂,确保皮带在运输机200mm的落地部分。同时,每次拉架后,应及时将侧护板打开,避免空隙中落下煤块等。
(5)机头与机尾的管理。运输机的管理是管理中的重要部分,主要是机头与机尾的管理。其中,机头可采用千斤顶、锚链和稳鞘固定连接,在拉架过程中协调配合,避免出现倒架现象。而紧贴机头,可设置一排挑棚护顶,并打上单体支柱,避免端头顶板造成支架空顶下滑或歪斜。转载机与机头的搭接应合理,避免机头下窜导致支架下滑。但是在实际的生产作业过程中,因为掘进中,机头与机巷底部形成台阶,所以要求工作面第一架距离机巷上帮超过400mm,且为了避免第一架下滑到机巷中形成歪架,应按照一定的理念,将机头的长度控制在合理的范围内。
(6)特殊地段的管理。如果综采工作面出现特殊地段,也就是过构造带、顶板破碎地段,则工作人员进入工作面煤壁时,应首先询问是否将工作面上方用大板封闭,避免煤块向下滚落。此外,还必须提高工作人员的专业素质和职业素质,保证按照开采工作的规范进行作业。同时,加强支架维修,确保支架的有效支撑,使初撑力达到要求。
3.2相关结论加强工作面的安全技术管理,应从以下三个方面入手:
(1)合理进行设备选型。对于大倾角综采大倾角综采工作面来说,应合理选择大功率采煤机,确保无链牵引,且可遥控操作。同时,液压支架工阻大,且必须具备护帮板、侧护板和千斤顶;
(2)严格控制采高,主要是工作面液压支架的高度,一般而言应比煤厚要大一些,以此来避免液压支架出现超高现象,进而导致形成连环歪架状况;
(3)工作面的各种设备防滑、防倒及防飞矸等设施,必须确保安全有效。
4结语
大倾角综采工作面的开采难度比较大,在大倾角工作面作业,增加了开采的危险性。所以,探讨大倾角综采工作面安全技术管理与创新,具有重要的现实意义。在该文中,笔者结合自身工作实际与相关的理论文献,分析了大倾角工作面开采的特点,并在此基础上,探讨了工作面的安全技术管理与创新。希望对于提高大倾角综采工作面的安全水平具有一定的借鉴意义。
作者:李石头 单位:平顶山天安煤业香山矿有限公司