大倾角厚煤层放顶煤综采工艺分析

作者:王宏 刊名:《山东煤炭科技》 上传者:张恺

【摘要】该文分析大倾角煤层开采过程中上覆岩层的应力分布及运动变化,分析综采设备在工作面的受力·睛况及提高稳定性的方法、措施和论述如何高效放顶煤分析结果对大倾角煤层的安全、高效和经济开采的研究有一定的参考意义,

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近年来,在我国西部地区(如新疆、甘肃等)发现了许多煤田,很多是大倾角煤层(倾角35o~55o煤层),由于大倾角煤层赋存条件相对复杂,其采煤工艺发展还不是很完善,在综采设备应用方面存在不足。研究大倾角煤层如何高效采出对于西部地区煤炭的开采是很有必要的。1开采时上覆岩层的运动分析(1)综采工作面在推进过程中,其上覆岩层由于支承压力的作用会变形、下沉或直接冒落,在工作面的中部先发生破坏,然后两端发生破坏。由于煤层大倾角的缘故,倾斜工作面上端冒落的矸石会有部分滚落到下端,工作面下端的采空区矸石填充充实,会更有效地对工作面采空区顶板起支承作用,阻止其下沉,相反工作面上端的顶板会下沉量大一些,煤层倾角越大越明显。(2)综采工作面在开采过程中上方顶板冒落并形成压力拱,由于煤层倾角的缘故,工作面上覆岩层内形成的压力拱不对称,且拱顶会偏向上端,工作面上端的支承压力相对会小一些,直接导致工作面上端的液压支架受力小,下端的液压支架受力大,这就要求下端的液压支架安装时要与顶板接触平整确保支护效果,防止倾斜。(3)当放顶煤的时候,顶煤会呈椭圆形放出,考虑到煤层的倾斜角,放出的煤都有向工作面下端冒出的趋势,沿着工作面上端开始移动液压支架放顶煤,更多地被放出来的煤炭经刮板输送机转载到到工作面顺槽胶带机运出。2综采设备的稳定性分析综采工作面的“三机”通过相互协调配合完成煤炭的采出任务,在大倾角工作环境下,他们的稳定性是影响其正常工作的一个重要因素。2.1液压支架稳定分析随着综采工作面推进,在上覆支承压力的作用下发生下沉、变形,由于煤层存在大倾角,顶板会由于自身的重力分量会偏向工作面下端下沉,其煤层倾角越大偏离情况越明显。顶板向工作面下端的下沉会对液压支架产生沿工作面倾向的分力,导致液压支架沿工作面倾向发生倾倒;另外工作面放煤过程中,放出的煤炭也会向工作面下端滑(滚)动,滑动过程中会与液压支架发生碰撞和挤压等情况,可能也会造成液压支架的移动和扭斜。液压支架稳定性分析如图1所示。图1液压支架受力分析图液压支架发生下滑的倾斜极限角为:液压支架发生倾倒的倾斜极限角为:液压支架发生下滑的倾斜极限角为:12arctanpffpG?滑液压支架发生倾倒的倾斜极限角为:????112arctan2pGLfGxfphGx?倾式中:f1和f2-分别为顶底板摩擦系数;G-重力,N;P-上覆岩层压力,N;L-液压支架宽度,m;-倾角,o。液压支架倾倒、下滑会造成支架支护效果不佳,顶板破坏变严重,为防止其发生,主要是将支架的倾斜控制在极限角内,具体措施:(1)液压支架在安装前,将支架安装处的顶板处理平整,保证支架与顶梁完全接触,这样既可以减小其倾倒空间也可以保证支架的有效支承力;(2)利用顶梁间调架千斤顶和底座间的防滑千斤顶,调整液压支架的位置和移动方向,并控制液压支架间靠近,不出现相互挤压等情况;(3)在液压支架的支护阻力满足要求的情况下,最终使用的支架尽量采用质量轻的材料,以减轻支架自身重量对支架倾斜不稳的影响;(4)根据工作面的现场环境适当增大支架底座面积,提高与底板的接触面积,改变支架作用力的位置,在一定程度上减小底板的破坏;(5)工作面的开采高度要适当,这样可以降低支架的工作重心,提高其稳定性,减少倾倒发生的可能;(6)布置综采工作面沿伪斜方向推进,直接减小了液压支架的倾斜角度,这对支架的稳定性是非常有利的。2.2采煤机稳定分析在大倾角煤层中割煤,采煤机会由于自身的重力影响出现上行割煤困难和下行割煤下滑的失稳现象。对此可以采取以下措施:(1)采煤机在割煤前要对其进行认真的检查,以防止采煤机在割煤

参考文献

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