大倾角综采工作面安全管理技术探析

王 东

(四川华蓥山广能集团有限责任公司,四川 华蓥 638600)

近年来,高产高效技术的发展使得很多矿区浅部具备良好开采条件的煤层储量短时间内出现枯竭,所以进行大倾角煤层开采成为煤矿未来的发展方向,并引起了社会的关注。因此,要结合矿区的实际情况进行大倾角煤层开采,把握制约大倾角工作面安全生产的主要因素。

1 大倾角综采工作面安全管理的主要问题

我矿是煤与瓦斯突出矿井,目前的大倾角综采和现开采深度为+150m水平和+350m水平,采煤工作面倾角为37°-70°,煤层厚度2.6-3.0m,顶板较完整,有必要需采取强制放顶管理采空区顶板。开采方式运用的是平硐开拓、上下山联络、走向长臂后退式开采,液压支架最大采高3.6m,实行全机械化采煤,带防倒防滑缸体。目前大倾角工作面复杂性转移,采煤机割煤时卧底挑顶量的增加、弯曲段顶板情况恶劣、矿压显现复杂等问题频繁,主要体现在工作面回采工艺的破、装、运、支、处、放等各个工序中。

1.1 支架歪斜

在大倾角综采工作面中,拉架过程中支架前梁下斜,后部溜尾,所以支架与工作面不垂直,挤架、咬架现象普遍。而且容易发生飞矸伤人的情况,随着工作面下落,煤矸块也会向下滚落形成飞矸,严重威胁设备和人员安全。

1.2 设备下滑

因为设备自身的重量,大倾角工作面会在斜面上产生沿斜面向下的分力,在推采过程中设备容易下滑。而且支架歪架、倒架、顶板起伏不平,在支架上方就会形成空顶,加大了歪架、倒架发生的可能性,影响扶架、调架工作的开展[1]。

1.3 片帮飞矸

煤矿顶板如果不做好顶板支护,进行掉伞檐的处理,就容易发生掉矸或煤块伤人的情况。而且煤壁片帮和老塘窜矸也会伤人,掉顶、漏顶、片帮或遇构造等问题会引起瓦斯超限。如果同时打开过车、过人和风门,风流就会发生短路,降低综采工作面无风或风量情况,发生瓦斯超限的情况。

2 大倾角综采工作面安全管理技术措施

2.1 大倾角工作面防飞矸

在大倾角工作面中全面使用隔离网隔开人行道和前方机道,在工作面电缆槽外侧吊挂,保证与液压支架顶梁的距离在0.5m以上。在电缆槽外侧的钢管上可以运用使用双股软绳或挂钩,保证固定点间距在1.5m以上。隔离网的网边要沿倾向对接连接,网与网之间严密搭接,隔离网拉平、展直都具有一定的张紧力,连接点之间的间距不超过0.2m[2]。而且不能随意摘开隔离网钩,如果情况特殊必须将采煤机和输送机停止运转,保证顶板和煤壁无危岩活矸,设置专人进行监护。

2.2 加强输送带管理

在大倾角综采工作面刮板中设置柔性挡矸皮带时,要隔15m在输送机机道内设置,保证其宽度在0.8米以上,在支架上吊挂挡矸皮子的一端,另一端垂入输送机溜槽内,使得溜槽内拖拉挡煤皮子长度在1.5m以上,降低输送机道内煤矸下滚时带来的冲击力。设置全断面挡矸网要保证其沿工作面机道设置,在钢管上用吊环穿在挡矸网上部,前后设置两个吊挂点,保证挡矸网与液压支架顶梁的间距在0.5m以上。而且要加高工作面下出口正对转载机处靠的下帮挡煤板,运用隔离网封闭来挡煤板到顶板,一旦有人员通过必须将输送机闭锁[3]。

2.3 改善采煤工艺

运用采煤机进行单向割煤时,下行割煤时煤体带来给滚筒的反作用力会传递到运输机。因此,必须要改善采煤工艺,改变推溜顺序,在大倾角工作面中,运用从下向上推溜产生的位移量来进行运输机下滑量的补偿,因为推溜与移架顺序与割煤的方向相反。在设计支架时,要减小推杆摆动量,进行推杆与底座两侧间隙的控制管理,防止输送机下滑必须要发挥推杆的作用。同时也要加强输送机防滑机构的防滑作用,其拆装方便,对支架其他机构的影响比较少,通常会预留设置。因为输送机防滑机构会受到空间的制约,安装后行人空间大大减少,防滑油缸缸径小,防滑力不足,一旦发生防滑链条断裂就会发生事故,而且防滑油缸进回液的接口和活塞杆的维护工作难度比较高。

2.4 加强安全防护

结合大倾角综采工作面中采煤机割煤、输送机运煤、支架升降循环过程中的煤矸下滚下窜的情况,要做好综采工作面的安全防护工作,因为煤层倾角的增大会增加人员和设备损伤的可能性。因此,在开展安全防护技术工作时,可以结合工作面走向和倾向进行安全防护,工作面走向主要采取的是悬挂防护网、防护链条等比较柔性的防护措施,而工作面倾向的防护措施更加全面,不仅可以悬挂防护网和胶带等,还可以设计防护板在支架顶梁上。在支架顶梁前端设置伸缩梁和护帮装置防护功效,进行顶煤装置与松动顶煤的装置的设计,保证刮板机的前置比后部输送机的运作空间高,并提前预留存储量和容留量,为不同机器部件的正常运行提供保障。

3 结语

大倾角综采工作面的危险高,要保障综采工作面的安全开采必须要运用有效的安全管理技术。在大倾角煤层综采技术中,工作面支护系统稳定性是其核心的管理内容,而煤层倾角的增大会增加上覆岩层重力的切向分力,所以工作面支护系统的工作载荷变小,加大了支护系统失稳的外载。因此,要做好大倾角综采工作面的安全管理,尤其是其支护管理,加强支护系统的整体稳定性。