李永权
陕西长武亭南煤业有限责任公司 陕西咸阳 713602
摘要：本文介绍了特厚煤层综采放顶煤工艺开采时因为开采的厚度达大一定程度，使平衡结构的岩石层上移，放煤不均影响区域分布不均，以及支撑力大小对开采过程的影响。
关键词：特厚煤层 综采放顶煤 压架
随着我国采煤机械化的进一步发展，高产高效的采煤方式越来越多，但是综采放顶煤开采技术是大部分技术人员认可的技术，与此同时，带来的问题与日俱增，也越来越突出，严重的威胁着综采放顶煤开采工作面的安全生产。在开采特厚煤层时，因为一次开采的的厚度大，之前平衡的岩层结构会受到采动影响，由支架暂时支撑的直接顶的应力增加，导致液压支架受到更大的阻力，工作面多次重复受到压力，极易造成综采放顶煤工作面压架事故，影响工作面正常安全推采。想要保证特厚煤层综采放顶煤工作面安全高效生产，必须对工作面现场进行仔细研究和认真分析，对可能发生的事故进行控制，使特厚煤层的开采更加安全高效，本文对这些问题进行了详细的分析。
1 特厚煤层综采放顶煤工作面现状
煤层厚度是指煤层顶板与煤层底板之间的垂直距离，通常把超过8米的地下可开采煤层称作特厚煤层。综采放顶煤作为特厚煤层的开采技术，主要在特厚煤层中，顺着煤层的分布，在底部建设一个高大概3.5米左右的工作位置，然后在工作面进行煤炭开采，利用人工或者其它办法使支架之上的煤层松动，最后经过运输装置输送到井下煤炭生产线。在煤炭的产量不断增加的背景下，这种技术在近些年的发展也越来越快，同时也累积很多经验，接下来也需要加快高产高效开采特厚煤层以满足对煤炭的需求，进一步使直接顶厚度增加迅速，支架更加需要更大的阻力才能完成工作内容[1]。
某矿井含煤地层可开采区域有很大面积，但是变化幅度也在同类煤层厚度中属于较大的，煤层内部西南部最薄，基本由粗砂岩等构成，少部分为砾砂岩。经过计算，此综采放顶煤工作面煤层与水平面的夹角为3°，属于近水平煤层，煤层平均厚度是10米，额定的工作阻力为13000kN，可是由于开采时由于顶板承受压力加大，导致支架无法承受多余的过重的破碎煤层，支架产生悬空，一直与无法正常移动设备，特别容易发生是事故，从而造成人员伤亡和经济损失。此综放面走向长为1000米，工作面长为200米，煤层平均厚度为10米，属于特厚煤层，大概可探明储量为250万吨，过往几年发生过多次事故，通过对事故的调查研究分析，可以发现因为煤层厚度不均可能影响工作面的压力分布，其次，管理顶板下沉速度比较困难，无法做到全面控制下沉速度。在未来应该控制对直接顶的悬空时间，要缩短到一段相当短的时间内，甚至要及时通过改变支架受力状态来保证正常运作。支架的支撑力不够的情况会使顶煤漏空，甚至使顶板发生漏冒，支架的实际支撑力取决于环境，计算比较复杂，但是支撑力的提高在任何时候都可以显著的体现在实际工作中，要及时增加受压时的支撑力，有效防止事故的发生。通过定期的更换设备，排除破损设备，可以更好的保障支架的阻力，使其发挥应有的效果。
2 综采放顶煤工作面开采过程中的影响
2.1放煤不均匀影响工作面来压区域的分布
在工作面上放煤的不均匀使得区域内受力不均，已开采的空间采煤量的不均，进一步使得顶板活动不均。在进行采煤时需要注意，工作面放煤时要均匀，否则会使承受压力明显不同，导致来压强度不同造成意外事故的发生[2]。
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2.2控制放煤量可改变工作面顶板来压强度
顶板的来压强度变化是可以通过控制放煤的数量来进行改变的，或者使用其它的放煤工艺，也可以使工作面顶板的来压强度发生改变，通过新的放煤工艺，改变放煤量，顶板的来压有所增加，但是增幅不是特别大，但是范围有明显的变小，工作面的压力会变小，通过这些数据可以看出来，通过放煤量的控制，可以改变顶板来压强度。
2.3 及时移架可改善支架的受力状况
综采放顶煤工作面完成割煤工序后，支架会产生较大控顶距离，阻力会继续变大，根据以往的数据表明，当两个相邻的支架达到初撑力之后会发生阻力回弹现象，所以及时的移动支架一定会对改善支架受力产生作用。如果在等压的情况下说明支架的支撑力低，当阻力增加变得比较明显，来压的范围变大，时间变长，这样容易使支架的压力过大导致被紧紧压住，使工作面无法继续推进，在特厚煤层工作面的支架处要增加支撑力，只有这样才能减少事故的发生。
2.4 定期更换安全阀
通过对数据和报告进行分析，可以发现支架的安全程度和弹簧有着密切关系，多次开启后的支架安全阀弹簧明显疲劳，在没有达到合格的安全值的情况下一旦擅自使用，容易造成使用时支架的工作阻力下降，也就更加容易造成事故发生，所以一定要定期更换安全阀以及弹簧装置。定期更换安全阀对于支架的阻力提升和保持效果非常明显，甚至不再有压架事故的发生[3]。
2.5 保证工作面日推进度在4 m/d之上
根据计算统计，推采进度和顶板的下沉之间有一定的关联，每天的推采进度如果小于4 m/d，会发生一系列问题，因为下沉量过大使支架的推进发生困难，所以每天的推采进度要大于4 m/d。
2.6 保证乳化液浓度配比加强过滤功能
基于对浓缩液的研究，可以发现支架的安全阀等主要的设备有腐蚀锈迹，可能是由于过去密封性不好，细小的液体造成的锈蚀，在今后要注意液体设备及时密封，切勿长时间不关闭，所以应保证乳化液浓度配比来增加过滤。
3 技术应用情况与经济效益
自通过改进多项措施之后，工作面的使用情况明显好转，基本没有出现过压架情况。当然为了更好的避免压架情况的发生，应该继续加大支架的阻力，未来也应该对容易发生的问题进行重点监测，连续监测会得到对特厚煤层安全管理进行有效的监督，更能抑制事故的发生。新的技术产生是为了适应新条件下新的标准，是为了达到安全的开采形式，对于煤炭开采的企业提高经济效益的前提一定是安全，这涉及到煤炭开采的方方面面，是一项艰巨而细致的工作，需要每一个人的努力，才能在应用技术与经济效益的达到高度统一。
参考文献
[1]张利.特厚煤层综采放顶煤一次采全高技术[J].煤炭与化工，2014（4）：25-27.
[2]程戈.中厚煤层综采放顶煤工作面顶板管理[J].煤炭技术，2005（3）：12-15.
[3]林文明.特厚复杂煤层综放面顶板管理技术[J].山东煤炭科技2015（2）：18-19.
论文作者:李永权
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：煤层论文; 工作面论文; 支架论文; 顶板论文; 支撑力论文; 发生论文; 阻力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;