煤矿综采工作面顶板控制技术探究.pdf

243 科学管理 2020年第6期 综合开采工作面由许多环节构成，每一个环节的 安全运行都对整体性有着影响。在煤矿的安全生产环 节，依托安全生产体系以及各项建设性准则对煤矿的 支护进行全面的把控。在煤矿综采工作面，首先需要 对顶板进行合理的选择，在综采工作面中最为常用的 支护方式就是机械化的支护。机械化的支护通常采用 的是液压支护支架。在机械化支护的各个阶段，比较 关键性的环节就是对支护支架的选择问题。 1 影响支架选型的原因 1.1 顶板条件 在支架的选择时，需要综合考虑的就是顶板涉及 的条件。采场直接顶以及基本顶的现实状况就是直接 影响支架选择的重要因素。直接顶的分层厚度控制、 基本发育状况以及岩石裂缝等状况，直接的影响着支 架对于直接顶的作用位置以及统筹力的分布。在基本 顶的状态控制上，需要一些硬度的情况以及铰接梁基 本的厚度进行把控，去进一步的控制整体支撑力的大 小以及伸缩作用点。在一般的情况下，支架的联合整 体性选型原则直接顶的条件为中等稳定以下，基本 顶的压力状况不明显时，需要对支架的选择尤为慎 重，一般选择掩护型支架，这个时候配套的使用一些 可以确定顶梁长度的机械；直接顶中等稳定的情况 下，直接顶的压力状况比较明显的时候，采用的是支 护掩护形式的支架，再对基本的运行阻力进行系统的 计算；基本顶的压强较大时，选用支护式的支架，进 一步的计算工作的阻力；当煤层直接的处于坚硬岩石 之下时，一般选用的是支护掩饰式或者支撑式支架。 1.2 底板的条件 在煤矿各种技术的控制实施时，通过选用一种基 本的理论状态去进行把握控制。在底板的选择上，如 果本身较为坚硬，而且具备较大的抗压强度，支架与 周边围岩的配合较为的良好，支架才能更好的更好的 性能。 1.3 煤层的基本倾角 在煤矿的安全开采过程中，应当避免在煤层倾角 比较大的位置去采用综采的方式进行。在煤层倾角比 较大的位置，一些综采工作面的支架无法发挥一些最 好的性能。当基础煤层的基本倾角大于12度时候，应 该立即采取一些支护设定，在外围安装一些防倒防滑 的基本装置，进一步的统筹保护支架的稳定性能[1]。 2 工程中液压支架规格选择 H大＝m大－Δh１Δh１ H小＝m小－Δh2－a 在上式中，H大指的是支架的最大高度；H小指的 是支架的最小高度。Δh１支架在最大截面的采高时前 柱处的顶板明显的下沉量。Δh2支架在最小采高时后 柱处的顶板最大下沉量。 3 工程中液压支护过程中基础初撑力的选择 液压支架的初撑力是指在基础泵站的机械工作压 力的联合作用下，当基础的支架不能使得全部的立柱 都撑起的时候，或者顶板与顶梁之间无法实现紧密贴 合的情况下，支架对于顶板的支撑力是在一定的范围 限制内的。支架初撑力在基础运行的情况下要达到基 本工作阻力的60以上。在煤层开采的过程中，如果 能够有效的提升支架的初始支撑力，煤层中的浮煤和 浮矸能够被迅速的压缩，基础围岩系统与支架的总体 刚度可以在有效提升的状态下，顶板的基础位移距离 有着明显的控制，顶板围岩的应力分布状况不能够达 到完全的改善[2]。支架初始的支撑力一般都采用以下的 基本方法确 为了有效的防止基本顶以及直接顶出现一些离层 分析的状况，支架的初撑力应该可以使得直接顶的重 量达到基础性的支撑，所以可以得出基础的结论。支 架的初始支撑力等于支架在最小采高时后柱处的顶板 最大下沉量的渐变和乘以基本的系数，然后除以泵站 工作压力的基础损失系数与支撑系数的乘积。在基础 的公式运用中，我们通过选用泵站的工作压力损失系 数为0.8。在基础的情况下，直接顶出现不稳定的情况 下，支架的初撑力一般设定的工作阻力为70到80， 直接顶为中等轻度的稳定时，支架的初撑力一般设定 为工作阻力70，直接顶稳定的时候，支架的初撑力 设定为工作阻力的60到70。 在实际支架的支撑力的设计对比中，为了凸显设 计之初的联合效应，一般设定初始化的支撑力为70 到80[3]。 4 工程中液压支架基础工作阻力的确定 在煤矿基础设备的联合运行过程中，基础煤层一 般液压阻力有着严格的限制。在综采工作面液压支架 工作阻力的确定上，应该与单体液压的支柱基本的方 式得到确定。一般来说，支架的基础重量等于4到8倍 的高层岩体重量，对顶板的基础作用无法得到准确的 实施确定。在基础的作用顶板上，需要对支架力进行 一些评估，然后作为主动力的过程去进行煤层机体的 开采。 煤矿综采工作面顶板控制技术探究 贾耀斌 山西阳煤集团翼城上河煤业有限公司 山西 临汾 043500 摘要煤矿综采联合工作面是煤矿开采的基本工作面，在煤矿的运作中占据着重要的地位。通过对煤矿综采工作面进 行集约式的探究，可以从中得出一系列技术的改进。对于煤矿综采工作面顶板的控制技术设计，需要从多种角度进行分析 处理。在煤矿中顶板起着支护的作用，是煤矿安全生产重要的一个环节。为了克服在顶板选择上出现的一些不适的情况， 避免煤矿顶层垮塌，我们需要对煤矿综采进行合理的选择。通过分析支架选型，综合的分析工作面的顶板控制技术。 关键词综采工作面 顶板支护 支架选型 科学管理 244 2020年第6期 5 工程中液压支架架型选择以及支护强度的确定 依据大量的统计结果，结合实际的研究可以得出 一些基本的结论。针对一些现场实践的研究可以得 出，不同的基础顶板需要结合具体的情况做出液压支 架的型号以及支护强度的选择。具体的建设要求要符 合一定的技术规范，要在国家的安全原则的指引下进 行基础理论的建设。政府在实际的工作中要牢牢地结 合实际进行工作。通过法律以及规范的要求进行活动 生产，在承担一些相关责任的基础上，要保证一些工 作环境状况的实施，对于安全要全方位的进行把控。 液压状况的选择要结合规范，进行一些科学性的投资 建设，从科学化的标准出发，深入实际去了解一些状 况。增强企业的防范风险的意识，全面的建立健全煤 矿安全生产的风险评估的机制。煤矿的开采是一个危 险性较高的工作，所以，建设一种相关的评估监测机 制是十分必要的。煤矿部门应该结合自己的一些情 况，对管理部门的相关状况进行全面的把控评估。通 过一些合理性的引导去建立风险评估的指标机制，建 立一种合理评价的体系。 6 结束语 在我国，煤炭行业经历几次重要的发展，目前， 煤炭行业已经实现了基础性的跨越。在煤矿的基础安 全生产的过程中，需要一些设施对整体性的安全生产 进行防护处理，通过对顶板技术的联合控制，是决定 煤矿安全开采的重要环节。在煤矿安全生产的技术过 程中，依据独特的支护板的选择可以起到独特性的效 果。在整体性质的安全生产的过程中，我们的煤矿企 业依据具体的情况去进行实施，在各方面的基础选择 上起着重要的作用。本文就通过一些基础化的理论过 程，结合实践操作去进行分析，在对液压的分析中找 到突破点。希望本文研究的相关性内容可以给同行业 以及工作人员借鉴的作用。 参考文献 [1] 顾威龙 . 城郊煤矿综采工作面超前支护新方法 [J]. 中州煤炭， 2011（8） 88-89. [2] 曹忠格 . 综采工作面末采顶板支护方式技术研究 [J]. 煤矿开采， 2008（５） 95-96. [3] 韩帅等 . 基于ＰＴ－ＭＡ理论的煤矿安全群体行为 演化博弈分析 [J]. 运筹与管理， 2017（11） 77-86. 作者简介 贾耀斌 （1984-） ， 男， 毕业于东北大学采矿工程专业， 采 煤工程师， 主要从事煤矿生产技术及管理工作。 程中有效地降低了噪声避免了噪声污染。在施工中当 提升机投入使用时，数字速度控制可以防止设备部件 因突然加速或减速而导致磨损，延长提升机的使用寿 命。此外，机电一体化技术的应用使矿井井口的参数 能够实时定位和调节，如果发生故障，可以立即切断 电源，从而保证人员的安全。 2.4 煤炭运输系统中的应用 由于煤炭运输无法避免长途运输，从而出现大运 输量的问题，对于采矿企业来说运输煤炭是很重要 的，如何提高煤炭的运输系统的效率又可以保证安全 生成为一大问题产。所以在煤矿中应当应用机电自动 化的技术，通过避免煤炭运输过程中出现的煤炭移 动、漂移和偏差从而有效地解决了这一难题。工作人 员可以在任何时候通过使用集成的人机控制接口，根 据煤炭运输条件调整参数，纠正运输过程中的偏差。 同时，安装声光报警装置保证了煤炭运输系统的安 全。在煤炭运输过程中发生紧急情况时，可以及时将 人员疏散到安全区域。此外停车报警系统可以使工作 人员能够保证转移的过程中发生的异常情况下进行紧 急制动，并通过PLC技术，准确定位故障点并及时采 取适当措施，确保让运输系统的稳定运行。 2.5 矿山监控系统的应用 矿山监控系统的应用在煤矿中应用机电自动化的 技术，在矿山监控系统中提高了生产控制的效率。其 中包括为地下工作人员应用跟踪服务和跟踪系统、地 下通信系统、安全和警报监测系统以及电网监测系 统，从而保证了地下工作人员的生命安全。 3 结束语 综上所述，在煤矿企业中应用机电自动化的实际 技术，是新时期煤炭生产特点的要求，也是煤炭工业 未来发展的方向。在实践中，煤矿机电自动化的实际 技术已经广泛应用于矿井中以及地下煤炭输送系统、 电动采煤机、液压支护和矿山控制系统中。所以总的 来说未来研究和机电自动化的发展对机械和电气自 动化技术实践有着重要作用，也是未来发展的趋势所 在，对待机电自动化先要改善安全环境和生产效率， 同时考虑到实际生产中，在更多实用技术中融入煤矿 机械和电气自动化技术，也能够提开经济效益。 参考文献 [1] 于发强， 唐向国， 任玉华 . 煤矿机电自动化的实用技 术研究 [J]. 中国新技术新产品， 2019（4） 137-138. [2] 常岳龙 . 煤矿机电自动化的实用技术分析 [J]. 科技 创新与应用， 2018（3） 167. [3] 张明 . 煤矿机电自动化的应用 [J]. 南方农机， 2018， 48（08） 86. [4] 常春 . 浅析煤矿机电设备井下运输系统管理 [J]. 科 技风， 2019（10） 156. 作者简介 白文龙 （1986-） ， 男， 毕业于武汉大学， 电气工程及其自 动化专业， 机电助理工程师， 从事工作及研究方向 煤矿井 下机电设备管理。 （上接第233页）