機(jī)械化開采工藝和安全管理研究

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摘要：隨著科技的發(fā)展，許多機(jī)械化的設(shè)計(jì)逐漸應(yīng)用到大傾角煤層的開采中，有效地發(fā)展大傾角煤層機(jī)械化開采工藝，能夠解決在大傾角開采中遇到的各種技術(shù)性難題。本文通過對(duì)大傾角煤層概念的闡述以及現(xiàn)如今掌握的大傾角開采的特征，分析在大傾角煤層中機(jī)械化開采工藝在開采過程中的應(yīng)用體現(xiàn)，最后指出在開采過程中的安全管理措施。

關(guān)鍵詞：大傾角；機(jī)械化開采工藝；安全管理

煤層地下走勢復(fù)雜多變，尤其是大傾角煤層，是世界上公認(rèn)最難開采的煤層。在二十世紀(jì)70年代，國外就針對(duì)大傾角煤層的開采技術(shù)進(jìn)行研究，但一直進(jìn)展緩慢。大傾角煤層在人工開采過程中，作業(yè)環(huán)境惡劣，且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，這造成了開采的效率極為低下，因此，機(jī)械化開采工藝在大傾角煤層中的應(yīng)用十分必要。

1大傾角煤層的概念及其開采特征

在開采過程中，煤層的傾角影響著在開采過程中采用的辦法。在我國煤炭開采技術(shù)上，根據(jù)煤層的傾角可以將煤層分為三類。第一類是緩斜煤層，這類煤層的傾斜角最大不超過25o。第二類煤層為傾斜煤層，這類煤層的傾斜角在25o到45o之間。第三類煤層是急斜煤層，這類煤層在傾斜角上不得低于45o。但是隨著科技的發(fā)展，以及煤礦開采技術(shù)上機(jī)械化工藝的應(yīng)用，這三類煤層的劃分已經(jīng)不能滿足需求。根據(jù)國際劃分法，煤層按傾角分可以分為4種類型，增添了大斜煤層，這個(gè)煤層的傾角在35o到55o之間。我國出現(xiàn)大傾角的煤層概念是在二十世紀(jì)80年代，從出現(xiàn)至今，大傾角煤層雖然被頻繁地提出，但是對(duì)大傾角煤層的角度至今沒有達(dá)到統(tǒng)一。因此，大部分的文獻(xiàn)在進(jìn)行介紹時(shí)，都沿用國際定義，認(rèn)為大傾角煤層是傾角在35o到55o之間的煤層。根據(jù)對(duì)大傾角煤層開采過程記錄，可以總結(jié)大傾角煤層走向工作面的開采特征：

（1）在大傾角煤層進(jìn)行開采時(shí)，頂板的巖石會(huì)沿著工作面傾斜的方向向下滾落，在工作面上就會(huì)形成上部懸空、中部填滿、下部填實(shí)的現(xiàn)象，這大大影響采煤工作的正常進(jìn)行。

（2）工作面的底板向已成空間進(jìn)行移動(dòng)，且移動(dòng)速度變快，這樣就有可能造成工作面底板的變形甚至損壞，一旦底板受到損壞，就會(huì)導(dǎo)致底板失去穩(wěn)定性。

（3）重力作用會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在大傾斜角上下滑，這樣使得整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)失去平衡。

2大傾角煤層的機(jī)械化開采工藝的應(yīng)用分析

大傾角煤層機(jī)械化的開采工藝是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作。因此，在進(jìn)行開采之前，首先要對(duì)所開采的井田進(jìn)行細(xì)致劃分，然后根據(jù)劃分的狀況確定對(duì)井田的開采模式。一般井田的劃分主要分為斜井開采、立井開采、水平開采、綜合開采。這4種劃分主要是根據(jù)進(jìn)入地下的方式不同劃分的。

2.1大傾角機(jī)械化開采技術(shù)在回采工藝中應(yīng)用的分析

在回采工藝中，大傾角機(jī)械化技術(shù)主要是采用單向向下割煤法，再加上與上行跑空法進(jìn)行結(jié)合，就可以組成完整的回采工藝。首先，在進(jìn)行割煤時(shí)，因?yàn)槊簩拥膬A角比較大，為了防止大塊的煤矸在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中滾落，砸傷操作人員，需要在工作時(shí)，在機(jī)械的上方設(shè)立支架，尤其是駕駛員的上方。駕駛員可以通過對(duì)遙控器的操作，遙控設(shè)備工作。當(dāng)發(fā)生緊急狀況時(shí)，可以根據(jù)情況對(duì)按鈕進(jìn)行直接操作。其次，在采煤的過程中，工作面的最大坡度一般在45o左右，為了保證機(jī)械不產(chǎn)生下滑的現(xiàn)象，在割煤前，要注意護(hù)幫板的收回狀況，及時(shí)收回護(hù)幫板能夠有效避免對(duì)頂梁的破壞。

2.2推移刮板輸送機(jī)

采煤過程中，脫節(jié)是一個(gè)較為嚴(yán)重的問題，為了防止這個(gè)問題的出現(xiàn)，要時(shí)刻控制好機(jī)頭和機(jī)尾的方向。這樣，就可以保證機(jī)器不會(huì)向中間滑動(dòng)。如果中部槽子脫節(jié)嚴(yán)重，有可能就會(huì)造成卡鏈的狀況，這樣不僅嚴(yán)重影響到設(shè)備的正常工作，還很容易威脅到工作人員的生命安全。因此，在工作過程中要保證支架與機(jī)械之間的連接能夠穩(wěn)定。

2.3回采的頂板管理

對(duì)頂板的管理是在煤礦回采過程中的一個(gè)難點(diǎn)。在大傾角的重力作用下，更增加了技術(shù)難度。因?yàn)樵谥亓Φ淖饔孟?，煤壁很容易形成片幫的現(xiàn)象，甚至有可能產(chǎn)生垮落現(xiàn)象。尤其是在沒有支護(hù)的保護(hù)作用下，這種現(xiàn)象發(fā)生的概率會(huì)增加，程度也相對(duì)嚴(yán)重。另外，在回采過程中煤壁發(fā)生垮落還會(huì)導(dǎo)致支架兩端的距離會(huì)越來越大，長此以往，就有可能發(fā)生漏頂事故，一旦漏頂事故發(fā)生，就會(huì)造成不可估量的人員傷亡。因此，在工作中，要能夠把握工作面回采的整體情況，隨時(shí)注意支架兩端的距離大小，做好頂板的管理。在一般情況下，上下出口的超前距離都不會(huì)超過15m。

2.4預(yù)防滾矸

在大傾角煤層的開采過程中，需要嚴(yán)格控制矸石在工作面上的滾動(dòng)距離，保證人身安全。因此，在工作前，可以設(shè)置擋矸的措施，并且為了安全起見，還要在每15m處，再重新設(shè)置一組安全措施。而且在中間部分還需要對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行固定，防止輸送機(jī)的滑落。另外，在采面的傾斜方向上也需要設(shè)置擋矸欄。擋矸欄適宜選用具有柔韌性的材料，最好是鋼絲制作的繩網(wǎng)或者是尼絨質(zhì)的繩網(wǎng)。

3大傾角煤層在機(jī)械化開采過程中的安全管理

首先，要保證安全，提前做好采面的布置工作，這樣可以保證工作面的坡度一致、保證煤炭在運(yùn)輸過程中的便利性，還能夠保證機(jī)器設(shè)備的管理和維護(hù)上的方便，從而保證在開采過程中能夠正常工作。其次，開采界面在進(jìn)行向下推進(jìn)時(shí)，要將上出口的位置處于傾斜狀態(tài)下，這樣可以有效減小設(shè)備的實(shí)際越度，最大力度地發(fā)揮采煤工藝機(jī)械化的作用。最后，還需控制好采面在上下巷之間移動(dòng)時(shí)的推進(jìn)速度，這樣可以防止在原來的巷道出現(xiàn)問題時(shí)，能夠保證替棚跟上推進(jìn)速度，進(jìn)而保證巷道出現(xiàn)問題后能夠正常工作。但要控制好推進(jìn)速度，就需要控制好在開采過程中煤層的傾斜角。

4結(jié)語

總之，在大傾角機(jī)械化開采過程中，煤層走向復(fù)雜，造成了在開采過程中的難度，機(jī)械化開采能夠有效提高在開采中的效率，通過本文對(duì)大傾角煤層機(jī)械化開采工藝的研究與介紹，我們知道了在開采過程中安全管理的注意事項(xiàng)。因此，要想保證開采工作的正常運(yùn)行，就需要嚴(yán)格遵守開采工藝，實(shí)現(xiàn)安全管理，使機(jī)械化技術(shù)在大傾角煤層開采中創(chuàng)造出更大的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]王英旭.大傾角綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝及安全管理分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（21）：97.

作者：張言 單位：唐山開灤趙各莊礦業(yè)有限公司綜采一隊(duì)