大采高采煤工藝的若干方面闡述

大采高采煤工藝的若干方面闡述由于大采高液壓支架、大功率采煤機的技術(shù)進步，并伴隨中國厚煤層的開采要求而發(fā)展起來的新開采技術(shù)工藝。大采高工藝主要針對我國3～6m厚煤層一次性全采煤礦，可實現(xiàn)生產(chǎn)能力高、單產(chǎn)大、巷道掘進量小且布置簡單省事、巷道維護方便、含矸少、瓦斯涌出量少等功能，對實現(xiàn)厚煤層集約化生產(chǎn)有重要作用。1大采高采煤技術(shù)現(xiàn)狀分析我國高效的煤礦開采以厚煤層的開采為主，產(chǎn)量在46%以上，其開采方法主要有兩種，分別為放頂煤開采和大采高綜采。放頂煤開采方法就是在厚煤層開采中采用常規(guī)方法掘進，利用礦山上部壓力對支架的壓力作用加之人工輔助松動煤礦方法使支架后方的煤層自然塌落。此方法在6m以上的煤層開采中有很好的效果，但后續(xù)運輸機等的問題是其受到限制，出現(xiàn)很多技術(shù)難題難以解決。大采高技術(shù)開采3～6m的穩(wěn)定厚煤有很好的優(yōu)勢，是未來發(fā)展研究的重點方向。其主要開采設備為大功率采煤機、轉(zhuǎn)載機、液壓支架、刮板運輸機等。大功率采煤機，我國發(fā)展很快。經(jīng)過十幾年的引進消化改良，我國現(xiàn)在已經(jīng)可以向波蘭、印度、俄羅斯等地出口我國自產(chǎn)的液壓牽引的采煤機，而價格卻只占進口的1/2，可保障我國煤礦設備的自用。我國已經(jīng)研制出最先進的電牽引采煤機，其規(guī)格為截高6m以內(nèi)，傾角1°～60°，總功率0.1～2.2百萬瓦，電壓為0.66～3.3kV。最近5年的采煤機中，電牽引型增長了2倍。2大采高采煤工藝中出現(xiàn)的問題及解決措施2.1煤壁片幫在裂縫地質(zhì)帶經(jīng)常會在開采工作面推進過程中遇到斷層或上層巖石松軟，可能會發(fā)生煤壁片幫，大采高工藝對地質(zhì)更敏感，落差大的斷層發(fā)生煤壁片幫的范圍更大。同時，煤壁受到新煤柱和老煤柱的疊加壓力影響，其承受力變大，導致煤壁片幫區(qū)較易發(fā)生坍塌，其承受的壓力與坍塌區(qū)成正相關(guān)。再者，開采掘進過程中，液壓支架不能有效跟進接頂支撐，支柱降低過快過大或者操作沒按流程進行，容易發(fā)生煤壁片幫。對于上述煤壁片幫問題，可以從以下三個方面預防解決：2.1.1優(yōu)化支柱端頭結(jié)構(gòu)，增加防片幫板。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當增加防片幫板時，發(fā)生片幫事故的幾率為未加時的三分之一。在采煤機采煤進程中，防片幫板有提前打開并在其離開后再收起，使采煤機始終工作在防板之下。2.1.2加大液壓支架的初始支撐力和工作阻力，并在開采面經(jīng)過破碎裂縫帶時強化煤壁，增加其穩(wěn)固性，優(yōu)化回采技術(shù)和操作工藝。2.1.3工作面的設計應考慮殘留煤柱的壓力影響問題，并對推進方向要傾斜，朝向采煤壁，杜絕出現(xiàn)仰斜式采掘，注意采煤面的支持保護技術(shù)和機電配套方法，嚴格開采界限，防止開采過高出現(xiàn)塌頂。2.2液壓支架的傾倒和滑移液壓支架傾倒和滑移事故隨采高的高度增加而加大，制約著大采高綜合開采的生產(chǎn)效率及采高技術(shù)的推廣。大采高由于其傾角活動范圍大、自身不穩(wěn)定等特點容易傾倒。研究發(fā)現(xiàn)，傾倒角<10、支架高度5m以內(nèi)容易控制，重心不宜過高，采高達到6m時重心不易超過3m，這樣才會增加其穩(wěn)固性。此時，可以用排頭架加固和中間用千斤頂加固。前者是將頂梁、底座連接千斤頂并組合底座后部連接排頭架的頭架和末架的錨固鏈。錨固鏈固定的各個千斤頂和移架同步起作用。開采面傾角大于100°時，需要每6m布置一個與移架和推溜同步運作的中間防滑千斤頂。采煤過程，輸送機和支架相互支撐遷移，輸送機下滑的控制對于支架下滑的控制至關(guān)重要，開采傾角較大時，要上移輸送機，可有效防止支架的下滑?；夭蛇^程中，移架必須帶壓操作，控制好3°～5°的迎山角和5°的調(diào)斜角，偽傾斜角在90°。支架的傾倒因素中，支架移動順序也對其傾倒滑移有重要的影響，可以實行支架整體移動，內(nèi)部、組間均由上至下移動，可以很好地改善支架移動過程中的穩(wěn)定性?？刂坪霉ぷ鞫嗣娴拿绊敽兔罕谄瑤涂捎行Х乐怪Ъ艿幕?。3煤層頂板破碎開采方法煤層頂板層破碎，支架在進刀一次就得裝卸一次，破碎的頂層會更破碎，同時會掉落很多矸石，壓制住支架的前移，而且矸石擠壓供油管路，阻礙液壓壓力的增加。矸石清理困難，需頂層加裝金屬網(wǎng)，減少矸石的塌落。具體方法為：沿傾斜和巷道走向塔方向鋪設時，分別長度為400mm和200mm；雙絲雙扣的魚鱗式鋪設要扣成三花型，扣間距200mm左右。同時，嚴格控制煤壁片幫情況的發(fā)生，這會引起大采高的冒頂事故的發(fā)生，實際開采過程要及時推進速度，減少煤壁片幫，用直徑38mm、長度1.6～2m的楔形木錨固定煤壁，布置成五花型。同時，開采時要及時用支架前探梁和護幫板對懸露頂板及煤壁進行支撐保護。采煤高，壓力大，會出現(xiàn)煤壁片幫、冒頂?shù)仁鹿?。頂板控制中，隨著采煤機的前移，可以超前移架并伸出探梁來支撐頂板，但深度較大，煤壁片幫面積大，煤壁疏松，則前探梁和超前移架則不能及時控制住定板，此時需要先用超前探板操作，然后再采煤并移動支架。4傾斜面采煤技術(shù)措施4.1仰斜面開采仰斜開采過程中，會出現(xiàn)大面積煤壁片幫冒頂事故，為避免可能出現(xiàn)的生產(chǎn)事故，必須注意以下過程：采過向斜軸立即改為仰斜開采，這種做法可以避免液壓支架托煤頂開采，相關(guān)設備立即上移，緊托直接頂采煤高度和開采角度嚴格控制，沿著頂板回采。煤壁用楔形木錨加固，避免出現(xiàn)片幫、冒頂現(xiàn)象等，及時支頂。出水嚴重時，要開采水渠，將水集中到一起在水泵排出礦井，并用木垛、木柱等保護好工作面道眼，保持采空區(qū)水渠的通暢排水性能，保持煤礦的干燥。4.2俯斜面開采由于頂板開采工作面的泄水及巷道排水不及時，容易形成俯斜開采時積水嚴重，造成水煤現(xiàn)象，其采煤高度不宜把握，因此其開采過程排水很關(guān)鍵。一般是平行于巷道開鑿排水渠，每隔10m左右設排水窩，將水經(jīng)水渠聯(lián)絡眼排至水窩，轉(zhuǎn)載機后邊砌筑擋水墻；水量多時，采取分段上行式開采。開采過程中，采煤機開采出的煤低板層需平行于煤頂板，采高適當控制，采煤機和輸送機不要出現(xiàn)上漂下扎的現(xiàn)象。5工作開采面長度的確定工作面長度增加會提高采煤產(chǎn)量和效率，減少了采煤機的準備和回采輔助進刀時間。工作面長度的提高可以利于推進度的提高，為高產(chǎn)高效的生產(chǎn)提供了先決條件，正常情況設計開采長度為200m左右，地質(zhì)條件好的或煤層優(yōu)越的地段可適當增加其工作面長度，為提高輸送機的工作效率，一般工作面可適當增加50～100m左右的推進度。工作面的增加和產(chǎn)量并非成正相關(guān)，這導致推進度和循環(huán)率降低，動力輸送率受到限制，鏈條重量增加，事故率頻發(fā)，反而降低了工作效率和采煤量。工作面的加長，通風設施不利于維護，煤礦運輸不方便，工作機器參數(shù)設定不穩(wěn)定，人工操作失誤率變大，計算機優(yōu)化結(jié)果顯示，工作面長度設定為220～260m最優(yōu)，年推進長度可達到2500m。6結(jié)語大采高采煤技術(shù)的運用確實利于我國煤炭行業(yè)的進一步發(fā)展，淘汰落后技術(shù)和企業(yè)，但其難點相當大，例如大功率的采煤機、電牽引的動力系統(tǒng)以及機械設備的大型化重型化等都是制約點。液壓支架的生產(chǎn)研制，我國已經(jīng)取得了相當不錯的效果，但信息的采集和液壓輸