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摘要:工業(yè)生產和日常生活對煤炭的需求量不斷增多，各個煤礦企業(yè)逐漸加大了開采力度，以保障煤炭供應需求。大傾角煤層對采煤工藝有著較高的要求，影響著煤礦的生產效率和安全保障能力。對大傾角綜合機械化采煤生產工藝進行了分析。

關鍵詞:大傾角煤層;綜合機械化;采煤工藝

引言

作為工業(yè)發(fā)展的“食糧”，煤炭在我國能源消費結構中占有非常大的比例，隨著煤炭開采年限的增加，煤炭資源逐漸減少，大傾角煤層在我國煤炭儲量中占有的比例日益增多，如何利用綜合機械化生產工藝安全高效地開采大傾角煤層已經成為很多煤炭企業(yè)研究的重點。

1大傾角綜合機械化采煤特點和現(xiàn)狀

在煤炭生產單位中，一般會根據(jù)傾角的差異和大小將煤層分為急傾斜煤層、緩傾斜煤層和傾斜煤層。大傾角煤層一般是指超過30°傾角的煤層，以煤層傾角超過冒落矸石以及煤的自然安息角所出現(xiàn)的滑動、失穩(wěn)等現(xiàn)象為主，在開采該煤層時需要沿著頂板斷裂的巖石向下移動，工作面的狀態(tài)為傾斜布置。當移動工作面時，煤層會出現(xiàn)變形情況，受重力的影響，設備和支架會持續(xù)下滑，嚴重破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。大傾角煤層存在設備不穩(wěn)定和安全性難以保證等情況，具有較大的開采難度。雖然我國很早已經開始研究大傾角綜合機械化采煤工藝，但是受歷史條件的制約，大傾角煤層相比小傾角煤層，具有較短的開采長度和推進長度，一些綜合機械化設備在復雜的大傾角煤層中并不適用，而且對采煤生產工藝有著較高的要求。近年來，采煤設備機械化程度大幅提升，但是很多技術難點尚未攻克，需要井下技術人員不斷改善作業(yè)環(huán)境，重視采煤技術創(chuàng)新及自主開發(fā)，充分利用長壁采煤法、放頂煤采煤法等技術提升機械化水平和生產效率，提升礦井總體生產力，實現(xiàn)礦井高產量、高效率。

2大傾角綜合機械化采煤生產工藝

2．1工作面設備選型

大傾角煤層開采設備包括采煤機、液壓支架和輸送機。1)選擇液壓支架。液壓支架在整個長壁開采設備投資中占70%以上的投資預算，能夠保障工作面安全生產。液壓支架的定板和底板需要適應井下采煤環(huán)境，避免支架下滑、倒架以及擠壓變形等情況的出現(xiàn)，使液壓支架偏移重心，無法有效控制頂板和圍巖，影響大傾角綜合機械化采煤工作質量，威脅操作人員人身安全。因此在選擇設計大傾角液壓支架時，需要對支架穩(wěn)定性和防滑性進行充分考慮，按照現(xiàn)場作業(yè)情況合理選擇液壓支架。2)選擇采煤機。根據(jù)工作面特點，選擇具有較大爬坡能力和制動能力的采煤機，設備的牽引力能夠滿足50°坡度的爬坡要求，而且需要具有良好的裝煤效果，能夠實現(xiàn)遠程自動化控制和故障診斷維修。3)選擇輸送機。在大傾角采面所有輸送機為全封閉底板結構，工作面底板與溜槽的接觸面積大幅增加，使輸送機整體抗下滑能力得到增強，而且需要將天窗預留在溜槽上方，將錨固裝置設置在上部機尾段，避免輸送機出現(xiàn)下滑。每隔6—8架在支架底座上面設置1組調輸送機的千斤頂，使輸送機下滑現(xiàn)象得到有效調整和控制。

2．2綜采工作面設計

在我國老礦井中，廣泛分布著大傾角煤層，其中大傾角復合型頂板是指傾角在25°～55°的煤層工作面破碎型頂板。復合型頂板具有較大的平整度波動和破碎斷層，這就使頂板控制的難度大幅增加。所以，需要煤炭企業(yè)合理設計綜采工作面，實現(xiàn)開采工作的高效安全。在設計綜采工作面時，需要對“查、避、改、控、斜”的準則進行嚴格遵守，具體如表1所示。

2．3采煤生產工藝

在大傾角煤層開采時，采取長臂后退式回采工藝，頂板管理為全部垮落法，采煤機上下進行割煤，一次采全高循環(huán)進度0.6m，采煤機端頭斜切進刀，雙向割煤，往返兩刀，按順序完成割煤、移架和推溜工作，步距0．6m。由于工作面為大傾角，為了防止采煤機、運輸機和液壓支架下滑，需要對采面刮板機頭進行適當調整，使采面與兩巷形成一定的夾角。在采煤工作面，端頭區(qū)作為采煤、運輸和通風的關鍵區(qū)域，布置著密集的設備，為了確保安全生產，上下兩巷和工作面切眼間的位置需要根據(jù)傾斜角度進行合理選擇，并按照綜采設備的重量以及坡度情況適當調整工作面夾角，端頭支架需要合理選擇，以提高大傾角端頭區(qū)域工作的安全性。

2．4加強“一通三防”管理

采煤工作人員需要將噴霧裝置安裝在液壓支架上，在采煤機生產過程中進行噴霧降塵。將兩組固定凈化水幕按照在回風巷超前煤壁50m范圍內，將一組可移動的凈化水幕安裝在上出口5m范圍內，風巷凈化水幕噴霧裝置需要在開機割煤和移架過程中使用，起到降塵效果。將抽放管沿煤層傾向安裝在采煤工作面進行瓦斯抽放，將尾巷瓦斯抽放干凈。

3工程案例分析

某礦區(qū)地層均衡平穩(wěn)，據(jù)相關勘查結果顯示，該礦區(qū)地層內存在100多條小斷層，且此類小斷層傾角多在12°范圍內，但同時存在10多條大斷層。結合地層斷層具體情況，在大的斷層區(qū)域內，將大大增加開采困難及危險。若已經選用傳統(tǒng)方法開采，不僅會造成礦區(qū)地址結構松動，而且大幅增加開采工作量，給開采工作帶來極大不安全因素。基于安全性考慮，認為大傾角綜合機械化采煤生產工藝是解決上述難題的關鍵技術。由于本礦區(qū)地層煤炭開采環(huán)境復雜，因此需要擁有性能完善的開采設備，以滿足各種條件下設備的正常運轉。在綜采機械化采煤中，采煤作業(yè)主要通過機械設備完成，而設備的整體性能直接影響著安全管理和生產效率，需要結合大傾角采面的實際情況，合理選擇設備，做好前期準備工作，為機械設備生產提供良好的條件。1)通過建立不同約束條件下頂板初次來壓、周期來壓的雙向板的力學模型，對頂板結構的變化情況進行詳細分析，收集影響大傾角煤層開采工作面支架、底板等參數(shù)，獲得煤層開采時圍巖活動與礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律。2)綜合機械化采煤能夠對整個支護系統(tǒng)和生產系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行有效的控制，對生產工作面進行合理布置，重點關注工作面支架的穩(wěn)定性，通過工作面設備的創(chuàng)新設計提高采煤設備的性能，促進大傾角煤層機械化開采技術的發(fā)展。3)選擇綜合機械化方法，不斷優(yōu)化采煤生產工藝，按照煤層采掘的流程來開采大傾角煤層，操作人員可以選擇上行裝煤與下行割煤的措施來避免采煤裝置的滑移現(xiàn)象，在移動液壓支架時要緩慢進行，避免矸石掉落引發(fā)傷人事故。

4結語

隨著科學技術的不斷進步，綜合機械化采煤生產工藝逐漸應用于各種條件下的大傾角煤層開采工作中，使得煤礦開采工作取得了良好的效果。煤炭企業(yè)要不斷提高機械化生產水平，突破技術難點，做好防護措施，從而實現(xiàn)經濟效益和社會效益“雙提升”。

參考文獻:

［1］荊衛(wèi)兵．淺析煤礦綜合機械化采煤工藝［J］．能源與節(jié)能，2017(1)．

［2］劉來旺．淺析影響綜合機械化采煤的煤層因素［J］．能源與節(jié)能，2015(4)．

作者：高安 楚風旭 田躍鋒 單位：中國平煤神馬集團 一礦