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工业论文发表之综采放顶煤工作面端头支护技术的应用分析
发布时间:2018-06-20 08:46 作者:联盟编辑05 阅读次数: 文章出自:未知
工业能源技术
摘 要:综采放顶煤工作面是进行煤矿生产中较为多见的综采面之一,在这种工作面在生产是需要进行高效支护,以保证煤矿生产的安全性与效率性,本文首先分析了这种采煤工作面采用的端头支护技术现状,并对其端头支护方案进行了研究。
关键词:综采放顶煤工作面;端头支护技术;应用
0 引言
  在我国进行综采放顶煤工作面的采煤工作时进行端头支护通常用到电机与传动装置等,需要占用较大的生产空间,因此很多煤矿对于放顶煤的应用非常慎重,而端头放顶煤更会是支护维护难度加大,基于此我们要对这类综采工作面的支护技术进行优化研究。
1 对放顶煤进行端头支护的现状研究
1.1 排头支架现状分析
  我们在煤矿中应用的早期排头支架通常存在一些问题,如支护能力不足、相关设备不够灵活轻便、支护效率低下等,因此采用排头支架的采煤工作面通常存在放煤效率低的问题,而且放顶煤时还可能会被煤掩埋了机头,给清理维护增加了难度,也给在井下作业的工作人员带来危险,并且其后部的输送机也会发生跑链事故,支架与机头等结构难以向前推移,正是因此采用排头支架技术会使煤炭资源的开采出现回收率低下、资源浪费严重的情况,这也就增加了煤炭生产成本,甚至在一些煤矿中还会因为煤炭资源浪费而造成自燃,给井下安全生产带来阻碍,而煤矿生产中排头区域常常存在一些地质条件的复杂因素,其位置上非常重要,因为是进出工作面工人的必经之路,如果设备太过复杂且体量庞大,各种设备之间还互相穿插连接,配套关系设计难以理清的前提下,给工人留出通道空间的难度就加大了,在放顶煤作业中进行端头排头支架技术的应用其实与早期的中间架技术有关,而现有多重影响因素共同作用的结果就是端头排头区的支护技术从早期的单体支柱甚至液压支架技术不断发展到现在,支架技术应用从单输送机发展为双输送机,提升了采煤的效率。
1.2 排头支护现场布置方式分析
  在煤矿生产中放顶煤作业所用的设备中机头与机尾都是设计复杂、体量较大的,但在作业中工作面中间架在空间上很难再容纳,因此采用合适的技术措施来进行支护就成了技术需要,通常我们进行排头支架的现场布置有两种方式:其一是如果工作面有相应配套的端头液压支架那么就可以在中间支架与端头支架中间进行排头支架的设置;其二就是如果放顶煤工作面并没有设置相应的端头液压支架,那么就可以在三种布置模式中选择,第一种就是上下巷道分别进行一组排头支架的布置,而在中间架附近再设置一组排头支架,这种模式中排头支架不要进行放煤作业,只是进行支撑。第二种是紧挨着巷道的那一侧设置上两组支架,第三种则是利用排头架与迈步梁技术结合进行布置。
1.3 过渡支架应用综合问题分析
  在放顶煤作业中所用的过渡支架往往会设置在前后两个输送机的相应机头机尾处,输送机所配套的减速器与电机等则要与支架靠近设置,在开采中两个输送机之间的距离应该保持,因此过渡段所用的过渡支架应该进行结构上的特殊设计,设计的考虑思路如下:首先后尾梁的掩护范围要尽量大这样才能为后边的输送机提供足够的运行与提供空间,其次为了能够使输送机之间的距离保持住,过渡支架底座箱的相应结构也会被纵向缩小,这样才能保证输送机间距离的合理性。最后就是由于过渡支架必须具有放煤功能,因此在结构上还要注意,要用单摆杆机构,同时将摆杆与底座间的千斤顶撤掉而通过两排四柱结构布置来使后部空间增大,顶梁通过销轴和后尾梁连接 , 这中间设有一对平衡千斤顶可调节控制尾梁的高度和状态 , 确保架的纵向稳定性。而在尾梁体内设置伸缩插板 , 能够进行放煤的控制。
2 端头弧形结构模型以及端头支护方案
  在回采工作面不断推进下,基本顶达到极限跨距而直接顶垮落的时候 , 会导致断裂破断、破坏的岩块失稳回转下沉 , 这就形成工作面的初次来压。在回采工作面的推进下 , 基本顶产生周期性破断 , 逐渐形成工作面周期来压。沿着工作面倾斜方向 , 工作面顶板在中部可看成砌体梁结构 , 在工作面的两端头部位的破断线呈现弧形 , 逐渐形成弧形三角块结构 , 弧形三角块结构也会随着工作面的推进不断的破断失稳。在工作面推过后 , 直接顶随着垮落或者下沉,最终和基本顶发生离层 ,。而基本顶在直接顶发生离层后 , 因为侧向支撑压力的作用在侧向煤体内发生断裂 , 并且回转和弯曲下沉。因此,建立如图所示的端头弧形三角块结构模型。这其中回采面巷道位于关键块 B 的下方 ,而岩体 A 为巷道侧煤体上方的基本顶岩层 , 岩快 B 作为本区段采空区的弧形三角块 , 岩体 C 作为采空区的断裂岩体。在工作面的推进下 ,B块岩体会逐渐发生旋转下沉 , 位态和稳定性都发生变化 ,C 块岩体下方的矸石被压缩下沉 ,A 块岩体下方的岩体受采场超前侧向支撑压力的影响会逐渐发生变化。
3 结束语
  总之,端头支护在煤矿生产中应用具有较大的意义,我们要根据煤矿本身的情况和综采面的技术要求进行端头支护设计,本文所呈现的端头支护方案还有进一步改进的空间,希望相关单位的同仁在工作中根据煤矿生产需要灵活运用端头支护的方案。
参考文献:
[1] 樊虎子 . 综采放顶煤工作面端头支护技术的应用分析 [J]. 内蒙古煤炭经济 ,2017(18):112+119.
[2]张沛顶.综采放顶煤工作面端头支护技术应用研究[J].采矿技术,2010,10(04):72-73.
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