大采高综采智能化工作面开采关键技术研究.pdf

2020.22 科学技术创新 大采高综采智能化工作面开采关键技术研究 胡广超 （焦作煤业集团新乡能源有限公司， 河南 辉县453600） 随着煤矿行业转型升级发展， 煤矿综采工作水平相对于先 前有了较大的提升，但是从当前煤矿综采工作开展情况来看， 通过将智能化工作面开采技术应用到实际开采过程中， 对于工 作面开采效率有提升的作用。因此， 对大采高综采智能化工作 面开采关键技术进行分析有着较为重要的作用。 1 大采高综采智能化工作面开采技术措施 1.1 综采工作面顶板变形智能化控制技术 当前， 不少煤矿开采深度越来越深， 综采工作面支护和之 前的支护方式也有很大区别， 假如回采期间不能很好的做好顶 板控制， 工作面顶板塑性变形区会出现急剧增加， 在这个变形 的过程中， 应采取有效措施， 做好对工作面顶板、 帮部变形的有 效控制。 1.2 综采工作面采煤机智能化技术 在开采的过程中，液压支架和采煤机是主要的工作设备， 但从这些设备智能化技术来看， 主要技术为 工作面矿压大数 据智能识别分析技术、 采煤机记忆截割技术、 等技术， 其中在定 位技术当中， 已经取得效果的是机器视觉测量定位技术、 红外 制导技术能够将开采过程中工作面煤壁、 顶板和采煤机之间的 耦合关系展现出来， 在回采中形成自动记忆截割及液压支架自 动跟机体系， 是当前开采面开采关键技术。 1.3 综采工作面支护智能化技术 从目前综采工作面支护情况看， 液压支架支护是常见的支 护技术， 从液压支架支护技术智能工作实际应用来看， 其中最 重要的技术是 液压支架智能化自动跟机及推溜。当前， 智能化 水平取得了较大的进展， 在应用了液压支架后， 支护效果良好， 但是在液压支架智能化应用依然有着较大的提高空间， 从回采 智能化技术进展来看， 可以进行更为深层次的优化， 提升综采 工作面智能化水平。 1.4 综采工作面运输系统智能化技术 从目前矿井运输系统智能化进展来看，主要是原煤运输， 从实际情况看，原煤运输智能化对综采工作面空间影响较大， 从发展情况来看， 原煤运输设备采取一键启停功能， 全面实现 综采工作面运输智能化发展。 1.5 视频监控智能化技术 视频监控是综采工作面智能化发展的关键。综采工作面相 对于煤矿井下其他工作面的特点就是其视频晃动非常明显， 粉 尘大， 影响远程视频的效果， 所以， 通过实时数据采集传输至集 控中心， 显示工作面倾角、 采煤机的仰俯角、 采高、 卧底量、 液压 支架姿态、工作面顶板煤壁等工况参数的非线性规律关系， 探 索基于高清视频监控智能化技术的综采工作面高清成像研究， 是更好提升综采工作面视频监控智能化水平的关键。 1.6 超前支护及设备远程遥控 以端头支架作为基础， 构建出邻架控制命令， 启动液压支 架控制器， 控制器发出声光报警， 在端头支架完成转载机控制 器执行、 推溜等操作， 实现转载机自动移动的功能。将超前支架 电液控制系统作为根本， 形成实现超前支护的远程操控， 达到 快速移架的效果。 1.7 泵站系统远程控制 以网络传输技术、 系统平台等作为基础， 形成智能化泵站 供液控制系统， 推动实现其他设备与泵站系统一键启停、 故障 联锁急停、 语音告警联动控制， 特别是将井下在线自清洗综合 供水净化站应用了楔形过滤技术、纤维过滤技术和 RO 反渗透 技术， 将为液压支架提供纯水， 有效的解决了供液的难题， 构建 出多级过滤体系， 形成过滤精度较高的供液保障机制及乳化液 自动配液系统， 保证工作面液压系统使用的安全性。 2 提升大采高综采智能化工作面开采效果的相关举措 2.1 割煤过程中应重点控制的内容 第一， 在割煤的过程中， 技术人员应当根据实际开采情况， 例如煤质变化、 煤层变化及工作面底板情况等对割煤的速度与 滚筒的高度及时进行调整， 防止出现台阶状。同时， 采煤机割煤 的速度还需要充分考虑顶板破碎、 煤壁片帮、 煤层厚度等方面 的因素， 不能出现速度过快而导致瓦斯涌出量增加。第二， 当工 作面初次来压或周期来压时， 采煤机截割速度要减速至 2m/min 以下， 不能出现瓦斯超限的问题。若存在安全隐患， 必须停止割 煤， 查找原因， 在将安全隐患全部排除之后， 才能够开机作业。 第三，采煤机司机应站在液压支架人行通道里跟随采煤机， 发 生异常情况时及时采取遥控操作， 防止设备损坏。第四， 采煤割 至两端头时的安全注意事项 ①采煤割至两端头时采煤机司机 必须将采煤机提前减速， 并由端头维护工将超前支架、 单体柱 等设备提前回撤。②采煤机割至机头、 机尾前， 工作面往外 10 米处设置警戒线， 严禁任何人员通过， 副队长安排专职人员做 好警戒， 严禁其他人员进入机头、 机尾。③采煤机割 摘要 大采高开采是综采工作面面临的重要开采类型， 对于厚度较大的煤层， 选择使用大采高的方式进行开采， 可较好克 服采用底分层开采存在的弊端， 提升开采的效率与安全性。通过将智能化开采技术应用到大采高开采中， 可较好的提升大采高整 体的开采效果。从大采高综采智能化工作面开采关键技术要点分析入手， 研究了大采高综采采煤工艺适用性， 并针对性提出了提 升大采高综采采煤工艺效果的相关举措。 关键词 大采高； 综采智能化工作面； 关键技术； 研究 中图分类号 TD823.97文献标识码A文章编号2096-4390（2020）22-0153-02 作者简介 胡广超 （1973-） ， 男， 汉族， 河南永城， 大专， 毕业于河南工程技术学校， 助理工程师。 （转下页） 153-- 科学技术创新 2020.22 （转下页） 至两端头时， 除采煤机司机和一名跟班副队长或班长要站在刮 板输送机机头机尾处， 其他人员全部站在液压支架内， 严禁任 何人站在滚筒对面。④当采煤机割至两端头将煤帮的锚索割出 时， 要将采煤机退至顶板完好处， 并将采煤机、 刮板运输机进行 停机闭锁， 人员方可进入煤帮捡锚索。第五， 采煤机司机必须与 液压支架工密切协作， 超前移架， 严防出现空顶作业。 2.2 移架过程中应重点控制的内容 在进行支架的移动之前， 应当将相关的准备工作全部做到 位， 对于矸石、 浮煤等必须全部清理干净。同时， 在进行支架的 操作时， 对于电液控应当缓慢操作， 防止出现爆管等安全事故 的发生。支架操作时， 应当及时迅速， 各项作业必须严格按照操 作规程执行到位， 不能出现支架倾斜、 歪倒等问题的发生。支架 应当成一条直线， 通常情况下， 偏差应当严格控制在 50mm 的范 围内， 这对于提升大采高综采工作面支护效果较为有效。支架 之间贴合应当严密， 顶梁应当对顶板紧紧贴合， 初撑力应当达 到规定的 24MPa 要求。在开采过程中， 做好支架管理工作非常 关键， 特别是在移架过程中， 不能出现支架倾斜、 倒架的问题。 若出现了倾斜较为明显的问题， 则应当使用侧护板及单体液压 支柱进行调整， 同时必须有一名班长以上人员现场监护， 制定 专项安全措施， 各钢性接触点要垫好衬木， 并用双股 8 铁丝或 专用防倒绳装置拴牢， 对单体液压支柱采取防倒、 防滑防脱落 措施， 人员站位合理， 并实行远距离送液操作。 2.3 移溜过程中应重点控制的内容 移溜时，采煤机割煤后距采煤机中心位置后第 6 架依次自 动推移 6 架刮板输送机槽节，使推移后的刮板输送机达到平、 直、 稳、 正、 牢的要求， 严禁停机进行。 运输机在移动之后， 各工序 操作结束后应及时将液压支架进行机械闭锁， 推动运输机的尾 部与头部， 对于使用到的管线、 电缆等必须整理好， 在推移的过 程中禁止人员通行。严禁使用液压单体支柱顶、 推运输机电机、 减速器等传动部位。 综上分析，在大采高综采过程中，选择使用智能化开采技 术， 涉及到的内容相对较多， 相对于传统的综采在很多方面也出 现了较大的不同。因此， 煤矿企业在选择大采高智能化综采时， 紧密结合工作面的实际条件， 采取针对性的措施， 全面提升大 采高综采智能化开采工作实效， 保证综采工作的安全性与可持 续性。 参考文献 [1]杜善周， 莫金明， 王全龙， 等.大采高综采工作面粉尘运移分布 规律及机载除尘器关键工艺参数研究[J].矿业安全与环保， 2020，47（2） 45-51. [2]孙闯， 闫少宏， 徐乃忠， 等.大采高综采工作面采空区冒落矸石 刚度实验研究[J].煤炭学报. [3]刘炳权， 李正甲， 代双成， 等.回收大巷煤柱工作面过空巷围岩 破坏机理和控制技术[J].煤炭科学技术. [4]杨俊哲， 刘前进.8.8m超大采高工作面矿压显现规律实测及机 理分析[J].煤炭科学技术，2020，48（1） 69-74. 综采工作面过断层技术实践 李俊辉 （焦作煤业集团新乡能源有限公司， 河南 辉县453600） 当前煤矿进入到深部开采已经成为了必然趋势， 在深部开 采过程中， 各种类型的地质构造问题明显， 特别是各种类型的 小断层构造增加，给综采工作面开采带来了较大的负面影响， 不仅影响到开采的难度， 同时也增加了综采过程中出现各种安 全事故的概率。因此， 对综采工作面过断层技术进行分析有着 较为重要的意义。 1 采煤工作面过断层开采技术 采煤工作面在通过断层时， 各项技术措施难易程度和断层 落差有着直接关系。一般情况下， 在回采时， 如果断层落差较 小， 同时也没有超过煤层厚度， 作业范围内没有地下水影响， 这 种情况下， 通常可选择工作面直接推过断层的方法， 为了提升 开采安全程度， 采取浅截深， 液压支架跟机移架加强工作面顶 板支护， 提升液压支架支护顶板强度。如果断层位置的采高没 有超过采煤机滚筒， 则割煤时， 可选择使用采煤机直接通过断 层的方式。在这个过程中， 为了降低安全事故发生的概率， 如采 煤机减小截割深度， 采取小截深， 液压支架滞后采煤机 12 架 液压支架跟机移架， 减少回采过的顶板空顶时间， 确保顶板支 护到位。若碰到了落差较大的断层，需要在回采至距断层前 1015m， 根据地质预测预报中断层产状， 提前调整工作面伪斜， 以保证工作面在揭露断层尽可能的减少断层揭露面积， 便于顶 板管理。在工作面推进过程中， 若出现断层落差相对较大的情 况， 一般情况下， 顶板会有不同程度的破碎问题， 这种情况下， 可选择重新进行开切眼的方式， 对异常位置有效避开， 从地质 条件相对较好的位置进行重新开切眼施工。如果断层落差超过 了开采高度且在工作面内延伸较长， 经济效益较低时， 可将断 层作为开采分界线，从断层影响范围外的位置重新开切眼， 跳 过断层影响区域， 需要搬运设备重新布置工作面， 进行开采， 这 种情况下在跳过断层影响区域后， 开采效率提升明 摘要 断层是影响煤矿生产安全的重要地质构造， 容易导致各种类型的安全事故发生， 在综采工作面过断层时， 需要采取 针对性的安全技术措施， 才能够保证开采的安全性与可持续性。特别是随着煤矿开采深度的不断增加， 综采工作面过断层的情况 也随之增多。从采煤工作面过断层开采技术分析入手， 针对提出了采煤工作面过断层安全技术控制措施与管理控制措施。 关键词 综采工作面； 过断层技术； 实践 中图分类号 TD823.97文献标识码A文章编号2096-4390（2020）22-0154-02 154--