郭小水

(山西陽(yáng)城陽(yáng)泰集團(tuán)竹林山煤業(yè)有限公司，山西陽(yáng)城048100)

0 引言

隨著煤礦行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)能源的需求量不斷增加，對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)也提出了更高的要求，煤炭開(kāi)采的現(xiàn)代化水平也有大幅度提升。大采高綜采技術(shù)是目前煤礦開(kāi)采中常用的采煤技術(shù)，在促進(jìn)煤炭開(kāi)采效率提升的同時(shí)，也存在著一些亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。只有將這些關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行有效地解決，才能保證煤炭開(kāi)采效率的持續(xù)提升，同時(shí)保證煤炭開(kāi)采的安全性。

1 大采高綜采的概念與基本特征

大采高是相對(duì)普通采高而形成的概念，一般認(rèn)為大采高的割煤高度應(yīng)當(dāng)在3.0 ～3.5 m 以上，因此大采高綜采技術(shù)可以理解為針對(duì)高度大于3.5 m 的煤層進(jìn)行機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)。與普通的采高相比，大采高綜采技術(shù)有以下幾個(gè)基本的特征:第一，大采高與分層綜采技術(shù)相比，巷道布置簡(jiǎn)單，而且生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率更高，不需要大量的維護(hù)工作，可以保證煤礦開(kāi)采效率;同時(shí)與綜放開(kāi)采相比，也有產(chǎn)出率高、粉塵污染小等優(yōu)點(diǎn)。第二，大采高綜采的高度與普通采高相比更高，而且對(duì)巖層的破壞范圍大，可以在作業(yè)面內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效的回轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)。第三，工作面的強(qiáng)度較大，而且支架穩(wěn)定性存在較多不安全因素。同時(shí)，工作面的煤壁片幫現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)支架結(jié)構(gòu)受到影響時(shí)，容易使周?chē)膸r層系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響，一旦支架失穩(wěn)，控制難度較大。

2 大采高綜采技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題與對(duì)策

為了促進(jìn)大采高綜采技術(shù)的有效運(yùn)用，需要對(duì)其應(yīng)用過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行有效地解決。從大采高綜采工作面的角度出發(fā)，在不同工作面中的開(kāi)采方式有著一定的差別，同時(shí)對(duì)于支架穩(wěn)定性也有著不同的要求。具體地說(shuō)，大采高綜采技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題，需要從以下幾個(gè)方面考慮。

2.1 設(shè)備穩(wěn)定性問(wèn)題

對(duì)于厚煤層、特厚煤層的開(kāi)采，是大采高綜采技術(shù)應(yīng)用較為廣泛的范圍，而設(shè)備穩(wěn)定性問(wèn)題一直是影響大采高綜采技術(shù)應(yīng)用效果的重要因素。在大傾角煤層開(kāi)采過(guò)程中，因?yàn)殚_(kāi)采的傾斜角度大，因此輸送機(jī)很容易發(fā)生下滑的現(xiàn)象，基恩如導(dǎo)致支架失穩(wěn)，使得刮板輸送的設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響工作面的正常掘進(jìn)，甚至?xí)?dǎo)致運(yùn)輸機(jī)和支架抵幫現(xiàn)象的發(fā)生。另外，由于大采高綜采技術(shù)通常應(yīng)用在工作面較大的區(qū)域內(nèi)，如果工作面的頂部發(fā)生破壞，就可能會(huì)導(dǎo)致支架失穩(wěn)，產(chǎn)生坍塌，不僅影響開(kāi)采效率，也可能會(huì)造成一定的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

對(duì)此，應(yīng)當(dāng)著重加強(qiáng)對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性的控制，以此來(lái)保證煤礦生產(chǎn)的安全性和持續(xù)性。一方面，對(duì)工作面兩頭的進(jìn)尺比例進(jìn)行嚴(yán)格地控制，并且調(diào)整刮板輸送機(jī)的順序。當(dāng)工作面掘進(jìn)時(shí)，受到重力因素的影響，可能會(huì)使得工作中的設(shè)備發(fā)生下滑現(xiàn)象，這時(shí)就要根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)的預(yù)兆現(xiàn)象及時(shí)對(duì)工作面進(jìn)行調(diào)整，確保其傾斜的角度符合合理的傾角，這樣才能避免刮板輸送機(jī)的下滑，可以使工作面的掘進(jìn)方向與走向一致。同時(shí)，刮板輸送機(jī)在下滑的過(guò)程中會(huì)與煤壁形成一定的傾斜角度，從而導(dǎo)致刮板輸送機(jī)的下滑速度加快。所以，也需要對(duì)移駕順序進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證工作面與煤壁之間的角度。另一方面，加強(qiáng)對(duì)工作面頂板的控制和管理。如果工作面內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)育的不夠成熟，就需要采用合理的技術(shù)手段對(duì)頂板進(jìn)行控制;如果頂板不穩(wěn)定，就需要做好支架，在頂板內(nèi)部設(shè)置一層金屬網(wǎng)，以此來(lái)保證頂板的完整性;如果頂板的完整性無(wú)法保證，就需要使用單個(gè)的液壓支柱來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面頂板結(jié)構(gòu)的支撐。當(dāng)頂板出現(xiàn)斷層時(shí)，要及時(shí)地修補(bǔ)，防止液壓支架倒塌而引起安全事故。

2.2 煤壁片幫控制問(wèn)題

煤壁片幫是大采高綜采技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題，對(duì)于煤壁片幫進(jìn)行有效的控制，是提高煤礦開(kāi)采效率的基本保證。在大采高綜采技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，由于煤壁片幫問(wèn)題引起的事故是普通綜采技術(shù)的幾倍，而以往利用煤壁塑性區(qū)發(fā)育寬度來(lái)判斷和治理煤壁片幫的治理技術(shù)存在著一定的弊端。因?yàn)槊罕诒旧砭哂泻軓?qiáng)的塑性，而煤壁塑性變形是片幫的必要條件。另外，煤壁片幫也是一個(gè)實(shí)效性的問(wèn)題，所以對(duì)煤壁片幫的控制問(wèn)題，必須要引起足夠的重視。筆者認(rèn)為，可以通過(guò)提高支架工作阻力、縮小端面距、采用二級(jí)護(hù)幫機(jī)構(gòu)、及時(shí)移駕等措施來(lái)有效控制煤壁片幫現(xiàn)象的發(fā)生，保證煤礦開(kāi)采的安全性。另外，在該問(wèn)題的防治上，還需不斷進(jìn)行理論研究和實(shí)證研究，建立煤壁片幫的理論判別式，分析其時(shí)效性，研究工作阻力、初撐力等支架參數(shù)對(duì)煤壁穩(wěn)定性的影響規(guī)律。

2.3 端部圍堰穩(wěn)定性控制問(wèn)題

端部圍堰的穩(wěn)定性與煤礦開(kāi)采的效率有著密切的關(guān)系，同時(shí)影響工作面的推進(jìn)速度，這也是影響大采高綜采技術(shù)的作用是否能夠充分發(fā)揮的重要因素。由于巷道掘進(jìn)技術(shù)還不夠完善，因此在大采高綜采技術(shù)的平巷高度方面，一般不超過(guò)2 ～3 m，這使得一些工作面的底部留煤，這對(duì)于支架的穩(wěn)定性也產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，要對(duì)端部圍堰穩(wěn)定性的控制問(wèn)題給予足夠的重視，以工作面的穩(wěn)定性為核心，加強(qiáng)支架的穩(wěn)定性，減少支架的承重力，以此來(lái)增強(qiáng)端部圍堰穩(wěn)定性，從而保證大采高綜采技術(shù)的有效運(yùn)用。

2.4 工作面防治水問(wèn)題

在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，如果忽略工作面的治水問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)涌水問(wèn)題，使得水流進(jìn)入到工作面，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。如果運(yùn)輸巷道處在地勢(shì)較低的地區(qū)，無(wú)法有效地利用排水泵進(jìn)行排水。所以，針對(duì)工作面的防水問(wèn)題，可以在機(jī)頭端頭支架切頂?shù)奈恢蒙?，利用沙袋堆積，在巷道的底板位置構(gòu)建一個(gè)擋水堰，并且做好相應(yīng)的引導(dǎo)設(shè)置，可以將水排入水槽中，避免其進(jìn)入到工作面對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生影響。另外，在巷道地勢(shì)低洼地區(qū)，可以鋪設(shè)PVC 管路，利用管路的傾斜度，將管路的一頭設(shè)置為沉淀池，另一頭連接到水槽中，這樣可以將水流直接引入到泄水巷中，避免流入到工作面。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的不斷發(fā)展，大采高綜采技術(shù)的應(yīng)用范圍也日漸廣泛。為了促進(jìn)大采高綜采技術(shù)的有效運(yùn)用，筆者對(duì)大采高綜采技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題以及相應(yīng)的對(duì)策作詳細(xì)地分析，以期促進(jìn)大采高綜采技術(shù)的有效發(fā)揮。總之，煤礦企業(yè)要對(duì)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行不斷的更新和創(chuàng)新，積極引進(jìn)先進(jìn)的開(kāi)采設(shè)備和技術(shù)，在提高煤礦開(kāi)采效率的同時(shí)，降低事故的發(fā)生率，保證煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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