大采高采煤工艺的若干方面阐述

大采高采煤工艺的若干方面阐述由于大采高液压支架、大功率采煤机的技术进步，并伴随中国厚煤层的开采要求而发展起来的新开采技术工艺。大采高工艺主要针对我国3～6m厚煤层一次性全采煤矿，可实现生产能力高、单产大、巷道掘进量小且布置简单省事、巷道维护方便、含矸少、瓦斯涌出量少等功能，对实现厚煤层集约化生产有重要作用。1大采高采煤技术现状分析我国高效的煤矿开采以厚煤层的开采为主，产量在46%以上，其开采方法主要有两种，分别为放顶煤开采和大采高综采。放顶煤开采方法就是在厚煤层开采中采用常规方法掘进，利用矿山上部压力对支架的压力作用加之人工辅助松动煤矿方法使支架后方的煤层自然塌落。此方法在6m以上的煤层开采中有很好的效果，但后续运输机等的问题是其受到限制，出现很多技术难题难以解决。大采高技术开采3～6m的稳定厚煤有很好的优势，是未来发展研究的重点方向。其主要开采设备为大功率采煤机、转载机、液压支架、刮板运输机等。大功率采煤机，我国发展很快。经过十几年的引进消化改良，我国现在已经可以向波兰、印度、俄罗斯等地出口我国自产的液压牵引的采煤机，而价格却只占进口的1/2，可保障我国煤矿设备的自用。我国已经研制出最先进的电牵引采煤机，其规格为截高6m以内，倾角1°～60°，总功率0.1～2.2百万瓦，电压为0.66～3.3kV。最近5年的采煤机中，电牵引型增长了2倍。2大采高采煤工艺中出现的问题及解决措施2.1煤壁片帮在裂縫地质带经常会在开采工作面推进过程中遇到断层或上层岩石松软，可能会发生煤壁片帮，大采高工艺对地质更敏感，落差大的断层发生煤壁片帮的范围更大。同时，煤壁受到新煤柱和老煤柱的叠加压力影响，其承受力变大，导致煤壁片帮区较易发生坍塌，其承受的压力与坍塌区成正相关。再者，开采掘进过程中，液压支架不能有效跟进接顶支撑，支柱降低过快过大或者操作没按流程进行，容易发生煤壁片帮。对于上述煤壁片帮问题，可以从以下三个方面预防解决：2.1.1优化支柱端头结构，增加防片帮板。调查发现，当增加防片帮板时，发生片帮事故的几率为未加时的三分之一。在采煤机采煤进程中，防片帮板有提前打开并在其离开后再收起，使采煤机始终工作在防板之下。2.1.2加大液压支架的初始支撑力和工作阻力，并在开采面经过破碎裂缝带时强化煤壁，增加其稳固性，优化回采技术和操作工艺。2.1.3工作面的设计应考虑残留煤柱的压力影响问题，并对推进方向要倾斜，朝向采煤壁，杜绝出现仰斜式采掘，注意采煤面的支持保护技术和机电配套方法，严格开采界限，防止开采过高出现塌顶。2.2液压支架的倾倒和滑移液压支架倾倒和滑移事故随采高的高度增加而加大，制约着大采高综合开采的生产效率及采高技术的推广。大采高由于其倾角活动范围大、自身不稳定等特点容易倾倒。研究发现，倾倒角<10、支架高度5m以内容易控制，重心不宜过高，采高达到6m时重心不易超过3m，这样才会增加其稳固性。此时，可以用排头架加固和中间用千斤顶加固。前者是将顶梁、底座连接千斤顶并组合底座后部连接排头架的头架和末架的锚固链。锚固链固定的各个千斤顶和移架同步起作用。开采面倾角大于100°时，需要每6m布置一个与移架和推溜同步运作的中间防滑千斤顶。采煤过程，输送机和支架相互支撑迁移，输送机下滑的控制对于支架下滑的控制至关重要，开采倾角较大时，要上移输送机，可有效防止支架的下滑。回采过程中，移架必须带压操作，控制好3°～5°的迎山角和5°的调斜角，伪倾斜角在90°。支架的倾倒因素中，支架移动顺序也对其倾倒滑移有重要的影响，可以实行支架整体移动，内部、组间均由上至下移动，可以很好地改善支架移动过程中的稳定性。控制好工作端面的冒顶和煤壁片帮可有效防止支架的滑到。3煤层顶板破碎开采方法煤层顶板层破碎，支架在进刀一次就得装卸一次，破碎的顶层会更破碎，同时会掉落很多矸石，压制住支架的前移，而且矸石挤压供油管路，阻碍液压压力的增加。矸石清理困难，需顶层加装金属网，减少矸石的塌落。具体方法为：沿倾斜和巷道走向塔方向铺设时，分别长度为400mm和200mm；双丝双扣的鱼鳞式铺设要扣成三花型，扣间距200mm左右。同时，严格控制煤壁片帮情况的发生，这会引起大采高的冒顶事故的发生，实际开采过程要及时推进速度，减少煤壁片帮，用直径38mm、长度1.6～2m的楔形木锚固定煤壁，布置成五花型。同时，开采时要及时用支架前探梁和护帮板对悬露顶板及煤壁进行支撑保护。采煤高，压力大，会出现煤壁片帮、冒顶等事故。顶板控制中，随着采煤机的前移，可以超前移架并伸出探梁来支撑顶板，但深度较大，煤壁片帮面积大，煤壁疏松，则前探梁和超前移架则不能及时控制住定板，此时需要先用超前探板操作，然后再采煤并移动支架。4倾斜面采煤技术措施4.1仰斜面开采仰斜开采过程中，会出现大面积煤壁片帮冒顶事故，为避免可能出现的生产事故，必须注意以下过程：采过向斜轴立即改为仰斜开采，这种做法可以避免液压支架托煤顶开采，相关设备立即上移，紧托直接顶采煤高度和开采角度严格控制，沿着顶板回采。煤壁用楔形木锚加固，避免出现片帮、冒顶现象等，及时支顶。出水严重时，要开采水渠，将水集中到一起在水泵排出矿井，并用木垛、木柱等保护好工作面道眼，保持采空区水渠的通畅排水性能，保持煤矿的干燥。4.2俯斜面开采由于顶板开采工作面的泄水及巷道排水不及时，容易形成俯斜开采时积水严重，造成水煤现象，其采煤高度不宜把握，因此其开采过程排水很关键。一般是平行于巷道开凿排水渠，每隔10m左右设排水窝，将水经水渠联络眼排至水窝，转载机后边砌筑挡水墙；水量多时，采取分段上行式开采。开采过程中，采煤机开采出的煤低板层需平行于煤顶板，采高适当控制，采煤机和输送机不要出现上漂下扎的现象。5工作开采面长度的确定工作面长度增加会提高采煤产量和效率，减少了采煤机的准备和回采辅助进刀时间。工作面长度的提高可以利于推进度的提高，为高产高效的生产提供了先决条件，正常情况设计开采长度为200m左右，地质条件好的或煤层优越的地段可适当增加其工作面长度，为提高输送机的工作效率，一般工作面可适当增加50～100m左右的推进度。工作面的增加和产量并非成正相关，这导致推进度和循环率降低，动力输送率受到限制，链条重量增加，事故率频发，反而降低了工作效率和采煤量。工作面的加长，通风设施不利于维护，煤矿运输不方便，工作机器参数设定不稳定，人工操作失误率变大，计算机优化结果显示，工作面长度设定为220～260m最优，年推进长度可达到2500m。6结语大采高采煤技术的运用确实利于我国煤炭行业的进一步发展，淘汰落后技术和企业，但其难点相当大，例如大功率的采煤机、电牵引的动力系统以及机械设备的大型化重型化等都是制约点。液压支架的生产研制，我国已经取得了相当不错的效果，但信息的采集和液压输