談大采高綜合機(jī)械化采煤工藝技術(shù)

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摘要：從當(dāng)前機(jī)械化開采情況來看，厚煤層、特厚煤層開采問題仍舊是制約我國煤炭行業(yè)綜合機(jī)械化開采的難點(diǎn)之一，本文從大采高綜合機(jī)械化采煤工藝技術(shù)優(yōu)勢分析入手，研究了大采高綜合機(jī)械化采煤工藝技術(shù)要點(diǎn)，并針對性提出了提升大采高綜合機(jī)械化采煤工藝效果的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：大采高；綜合機(jī)械化；采煤工藝；技術(shù)；研究

引言

當(dāng)前我國很多煤礦已經(jīng)進(jìn)入到深部開采階段，在深部開采過程中，煤礦企業(yè)面臨的開采難題越來越多，在淺部開采過程中，表現(xiàn)出的復(fù)雜地應(yīng)力、片幫、底鼓等問題在深部大采高過程中更為突出，精準(zhǔn)把控綜合機(jī)械化采煤技術(shù)要點(diǎn)，對于更好提升煤礦企業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和效益非常關(guān)鍵，也是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要內(nèi)容。因此，對大采高綜合機(jī)械化采煤工藝技術(shù)進(jìn)行分析有著較為重要的意義。1大采高綜合機(jī)械化采煤工藝技術(shù)優(yōu)勢第一，選擇使用大采高綜合機(jī)械化的方式進(jìn)行煤炭資源的開采，整體的生產(chǎn)效率相對較高，單次進(jìn)尺深度雖然一致，但是隨著采高的增加，整體的產(chǎn)量也必然相對于先前有明顯的提升。第二，資源采出率明顯提升。隨著單次開采煤炭數(shù)量的增加，煤炭資源的采出率也會得到有效的提升。第三，整個(gè)開采工藝也相對簡單，若采取傳統(tǒng)的開采方式，需要進(jìn)行多次開采，不僅增加了開采成本，同時(shí)也帶來了較為嚴(yán)重的安全隱患，而選擇使用大采高的方式，可對采煤工藝進(jìn)行簡化，取得較好的開采效果。

2大采高綜合機(jī)械化采煤工藝技術(shù)要點(diǎn)

2.1精準(zhǔn)把控放煤步距

在大采高過程中，精準(zhǔn)把握放煤步距，對于提升開采效果非常關(guān)鍵，直接影響到煤炭資源開采的含矸率及采出率。若放煤步距設(shè)置不合理，出現(xiàn)了過大的問題，則頂煤可能進(jìn)入到采空區(qū)，出現(xiàn)了丟煤，進(jìn)而降低了煤炭資源采出率。若設(shè)置的步距過小，則矸石進(jìn)入到放煤口的概率增加，對煤質(zhì)產(chǎn)生較大的影響，特別是會導(dǎo)致技術(shù)人員錯(cuò)誤認(rèn)為煤炭資源已經(jīng)放完，出現(xiàn)了丟煤。對放煤步距產(chǎn)生較大影響的主要是頂煤的厚度，同時(shí)，技術(shù)人員也需要綜合考慮采煤機(jī)的截深、放煤口高度及長度等。在大采高時(shí)，確定放煤步距時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保放出范圍內(nèi)頂煤可以得到最大限度的破碎，這對于降低含矸率，提升煤炭資源的采出率非常有效。此外，在放煤步距確定時(shí)，還應(yīng)當(dāng)與采煤工藝之間相互匹配，一般情況下，應(yīng)當(dāng)和采煤機(jī)截深形成數(shù)倍的關(guān)系。放煤步距還需要超過放煤口的實(shí)際長度，防止在開始放煤時(shí)就有混矸的問題發(fā)生。若設(shè)置的放煤步距非常小，則會出現(xiàn)混矸，若放煤步距非常大，則隨著放煤距離的增加，帶來的煤損問題就會嚴(yán)重，因此，需要在兩者之間找到一個(gè)平衡。在大采高中，因?yàn)椴筛呦鄬τ谙惹坝辛嗣黠@的增加，頂煤冒落破碎空間相對于先前也有了較大的提升，礦壓對煤炭資源帶來的破碎作用也有了明顯提升，在礦山壓力的作用下，頂煤可以得到更為充分的破碎，煤矸的流動性也會得到有效的提升。

2.2確定出合理放煤方式

根據(jù)當(dāng)前大采高開采情況來看，放煤方式可以放煤的順序可以分為間隔放煤與順序放煤，根據(jù)每口放煤次數(shù)的不同，可以分為多輪放煤、雙輪放煤及單輪放煤等，按照同時(shí)開啟的放煤口的數(shù)量，可以分為多口分段放煤與單口放煤。按照每次放煤數(shù)量的多少，可以分為不等量放煤與等量放煤的方式。在具體操作時(shí)，對于選擇使用不等量放煤還是等量放煤，整個(gè)控制的難度相對較大，選擇使用多口放煤還是單口放煤，主要差別是勞動組織形式的問題，因此，在大采高開采時(shí)，一般情況下，主要考慮的是每口放煤的次數(shù)與具體放煤的順序。從當(dāng)前大采高生產(chǎn)實(shí)踐來看，主要可以分為4類，分別為：多輪間隔放煤、多輪順序放煤、單輪間隔放煤及單輪順序放煤等方式。同時(shí)，具體放煤的方式與煤層具體浮存的情況也有著直接的關(guān)系，隨著煤層賦存條件有著較大的差異，其總體的冒放性也有著較大的差別，選擇使用不同放煤工藝，對煤炭資源的采出率有著較大的影響。在具體實(shí)施中，不同煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的實(shí)際條件，可選擇使用預(yù)先模擬的方式，科學(xué)設(shè)定放煤的順序，例如，某煤礦選擇使用數(shù)值模擬的方式，對上述四種放煤的方式進(jìn)行了分別模擬，從模擬結(jié)果來看，選擇使用多輪間隔放煤的方式，整體的采出率相對較高。所以，該煤礦為了提升煤炭資源整體的采出率，選擇使用了多輪順序多口放煤的方式，在大采高的情況下，取得了較好的開采效果。此外，做好對三角煤的開采，對于提升大采高效果也非常顯著，在具體實(shí)施時(shí)，可選擇使用垂直過渡式開采三角煤方式，整體取得了較好的效果，見圖1所示。

2.3優(yōu)化放煤機(jī)構(gòu)

首先，多數(shù)放頂煤支架的前部設(shè)計(jì)的是雙連桿結(jié)構(gòu)，后連桿設(shè)計(jì)的是單連桿結(jié)構(gòu)，由于后連桿安裝在支架底部的中央位置，因此，技術(shù)人員在操作支架時(shí)，操控視野會受到限制，特別對放煤效果如何，較難直接掌握。其次，支架前后的通道也不夠順暢，因?yàn)樵谥Ъ艿鬃胁繛楹筮B桿，因此，行人從支架前部到支架后補(bǔ)，不能從支架通過，只能從機(jī)頭與機(jī)尾的位置通過，對大采高過程中，維修與行人安全性帶來了較大的難度。此外，在支架的插板與尾梁運(yùn)動過程中，容易出現(xiàn)收縮困難的問題，給運(yùn)動的平穩(wěn)性產(chǎn)生較大的影響，特別是由于插板不能及時(shí)回收，導(dǎo)致尾梁在轉(zhuǎn)動時(shí)，會對刮板運(yùn)輸機(jī)的工作帶來較大的影響，甚至?xí)⒐伟暹\(yùn)輸機(jī)卡斷。因此，為了將這些問題較好解決，可以通過對支架機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，形成新型放煤機(jī)構(gòu)，通過采取四連桿優(yōu)化的方式，不僅可實(shí)現(xiàn)對底座、掩護(hù)梁等內(nèi)部機(jī)構(gòu)重新的設(shè)計(jì)與排列，取得較好的效果。

3提升大采高綜合機(jī)械化采煤工藝效果的相關(guān)措施

3.1對礦壓顯現(xiàn)規(guī)律深入研究

從當(dāng)前大采高綜合機(jī)械化開采情況來看，礦壓顯現(xiàn)問題較為明顯，特別是隨著當(dāng)前煤礦開采深度的不斷增加，綜采工作面礦壓顯現(xiàn)的問題越來越突出，因此，全面加大對大采高情況下，礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究非常關(guān)鍵。在具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好對礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的預(yù)測，特別是隨著當(dāng)前很多煤礦面臨突出的深部開采支護(hù)問題，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)通過與煤炭類高校、科研院所等的合作研究工作，結(jié)合煤礦面臨的大采高實(shí)際問題，通過采取理論計(jì)算、工程類比、數(shù)值模擬等方式，對整體的情況進(jìn)行全面的提前預(yù)測掌握，從而掌握在大采高情況下，礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的較好掌握，從而提前設(shè)定出針對性的支架支護(hù)強(qiáng)度、覆巖結(jié)構(gòu)模型等。

3.2持續(xù)強(qiáng)化煤壁穩(wěn)定性控制

隨著采高的不斷增加，帶來的煤壁不穩(wěn)定的問題也越來越明顯，因此，在大采高綜合機(jī)械化開采過程中，持續(xù)強(qiáng)化對煤壁的穩(wěn)定性控制非常關(guān)鍵。在具體實(shí)施中，應(yīng)當(dāng)充分利用片幫問題出現(xiàn)的時(shí)效性，在保證安全、保證產(chǎn)量等相關(guān)指標(biāo)的情況下，對工作面推進(jìn)的速度應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)脑黾?。此外，在進(jìn)行煤壁片幫控制時(shí)，對于各類措施應(yīng)當(dāng)提升針對性，防止出現(xiàn)措施與實(shí)際地質(zhì)條件不相符的問題，特別是在深部開采過程中，煤礦企業(yè)地質(zhì)條件相對于先前更加復(fù)雜，不能采取“千篇一律”的方式，應(yīng)當(dāng)全面做到因地制宜，更好提升煤壁控制的效果與質(zhì)量。

4結(jié)語

綜上分析，選擇使用大采高綜合機(jī)械化采煤的方式，可較好提升采煤的質(zhì)量和效率，但是從當(dāng)前大采高綜合機(jī)械化開采情況來看，其中存在的短板問題仍舊普遍，特別是很多煤礦并沒有深入研究自身面臨的大采高實(shí)際地質(zhì)條件，出現(xiàn)了“照抄照搬”問題，影響到開采的質(zhì)量和效率。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分研判自身面臨的實(shí)際地質(zhì)條件，從地質(zhì)構(gòu)造的實(shí)際情況出發(fā)，采取針對性的措施，全面提升大采高綜合機(jī)械化采煤的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

[1]王家臣,楊印朝,孔德中,潘衛(wèi)東.含夾矸厚煤層大采高仰采煤壁破壞機(jī)理與注漿加固技術(shù)[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2014,31(06):831-837.

作者：楊丁鑒 單位：大同煤礦集團(tuán)臨汾宏大雪坪煤業(yè)有限公司