对大倾角采煤技术方法的再探讨

　　摘要：在我国的煤矿开采勘探的过程中，经常会遇见大倾角煤层分布的问题，由于该种煤层结构受到地质条件复杂多变等因素的影响，为煤矿开采工作带来了一定难度。为更好的解决该问题，从而提高煤矿开采的效率，如何更好的改善大倾角采煤技术方法便成为当今采矿工作者所需解决的首要问题之一。
　　关键词：采煤；大倾角；方法
　　
　　1大倾角煤层采区巷道布置
　　大倾角煤层因其煤层分布的特点性，通畅采取上山采区的准备方式，但是在实际的采区巷道的布置上还需根据实际开采需求有针对性的进行相应的调整。
　　1.1单一煤层采区巷道布置
　　单层布置在过去的几十年里一直都是我国在进行大倾角煤层开采时所通常采用的巷道布置方案，但是该种方法中运煤上山眼和运料上山眼不能兼顾行人使用，因此，大倾角煤层采区的上山眼至少要有3条，即溜煤眼、运料眼和行人眼。当采区内有矸石排出时，要增设采区溜矸眼；涌水量大时，还应开掘专用的泄水眼。为装车、运输方便，采区溜煤眼应对着或靠近采区运输石门，其下部设置与其相连的采区煤仓。该煤仓穿过煤层底板与采区运输石门相通。同理，溜矸眼也应靠近采区运输石门。溜煤眼和溜矸眼内均为自溜运输。为了自溜运输畅通，不易堵眼，溜煤眼和溜矸眼应沿倾斜方向直线掘进，并尽量保持坡度一致。运料眼要直通回风水平。因为倾角大，运料眼内不能用轨道运输，而用特制的运料设备（如平底运料船或带撬板的小罐笼），利用小绞车在底板或钢板上拖动。为了便于拖动，在运料眼靠近底板一侧，可铺上木板或钢板。为了保证行人安全，行人眼与联络平巷交接处应左右错开。为了掘进方便，沿倾斜每10～15m开掘联络平巷，连通各上山眼。上山眼的间距主要根据维护的需求，以及在联络平巷中装设通风和防尘设施的需要来确定，一般为5～15m。
　　1.2采区巷道联合布置
　　采区巷道单层布置易出现生产分散等缺点。为了减少巷道掘进与维护的工程量，缩短通风、运输及管线铺设距离，减少采区搬迁的影响，提高劳动生产率，降低成本，取得更好的技术经济效果，在条件适宜时，采区巷道应采用联合布置。联合布置采区对大倾角煤层来说，就是一套采区上山为两层或两层以上的煤层服务采区，也可以理解为两层或两层以上的煤层共用一套采区上山的采区。开采煤层群的联合布置采区按其是否包括了阶段内所有可采煤层分为集中联合布置采区和分组联合布置采区。前者称为集中联合布置（亦称大联合），采区是由一组开采阶段内所有可采煤层的共用上山组成。分组联合布置（亦称小联合），是把阶段内的所有可采煤层分为若干组，每组用一套采区上山开采组内所有可采煤层。通常根据煤层地质条件、采煤方法、巷道维护条件、开采顺序、产量要求和技术装备等因素选择联合布置采区的具体形式。实际中往往以煤层间距为主，把相距较近的几个煤层划归一组，开掘为这一组煤层服务的采区上山或共用区段平巷；把相距较远的几个煤层划归另一组，另开掘共用的采区巷道。在煤层内布置上山眼时，由于倾角大，不能采用轨道矿车的运输方式，一段不设采区中部车场；不从回风水平进料时，也不设采区上部车场。煤和矸石需要溜放到上山眼下部，在采区运输石门内装车外运，所以必须设置采区下部车场。大倾角煤层采区下部车场多为石门车场。采用岩石轨道上山的布置方式时，则需设置采区上、中、下部车场，其布置原则与缓倾斜煤层基本相同。
　　2大倾角煤层主要采煤方法
　　 大倾角煤层的开采方法一直是采矿技术中的难题，早已经引起了国家相关部门的重视。长期以来，采矿专业技术人员对此作出了坚持不懈的努力，并最终取得了可喜的进展，然而，由于大倾角煤层开采条件的特殊性，开采方法仍然是此类矿井改善技术经济面貌的主要障碍。大倾角煤层的开采方法与煤层埋藏的地质条件有着密切关系。选择某种合适的采煤方法不仅受煤层倾角和厚度的影响，而且与煤层埋藏深度、煤层的数目、围岩的性质、地质构造以及煤层的自然发火性质、瓦斯含量、水文条件等多方面复杂的地质因素有关。我国大倾角煤层分布比较广泛，其中大部分地质条件比较复杂，经过长期的勘探和开采的总结，对现有生产矿井中的大倾角煤层和即将要开采的大倾角煤层的开采方法已有相当的了解，主要有以下几种开采方法。
　　2.1伪斜柔性掩护支架采煤法
　　 伪斜柔性掩护支架采煤法是我国开采大倾角煤层的一种主要方法，在一些主要矿区如开滦、徐州、淮南及四川、广东等矿区都有广泛的应用。它和其他急倾斜煤层采煤方法相比主要具有以下特点：工作面沿煤层倾向伪斜直线布置，沿着走向方向推进，利用柔性掩护支架隔离采空区和采煤工作面，工作人员在柔性掩护支架的支撑保护下进行采煤工作。回采工艺主要是由支架的安装、支架的下放以及支架的拆除三个环节组成。在工作面正常回采期间主要的三项工作同时进行：在区段回风平巷内保持不断的加长掩护支架，在工作面下端不断保持拆除掩护支架，在掩护支架下进行采煤作业。在掩护支架工作面目前一般采取爆破落煤的作业方式，所以掩护支架工作面的采煤包括打眼、装药、放炮、铺溜槽出煤和调整掩护支架等工序。
　　2.2斜坡陷落采煤法
　　 斜坡陷落采煤法的核心实质就是以倾斜巷道为主要、以石门布置为辅的巷道布置形式，以煤体的自然跨落为主的落煤方式。此采煤方法不仅适用于急倾斜厚和特厚煤层，在急倾斜薄、中厚煤层以及缓倾斜、倾斜的厚煤层中也都有应用。巷道的布置方式一般都是从底板运输巷每隔100～150m的距离进行掘凿透煤石门，然后在石门范围内距煤层7～8m处掘岩石上山透回风水平的采区石门，再沿着岩石上山每隔20～30m进行掘透煤小斜坡，最后再沿着煤层走向的两翼掘伪斜坡来抵达采区边界，进行后退回采。在斜坡陷落采煤法中，采煤工作面具有其特定的概念，它不同于长壁式工作面的概念。斜坡陷落采煤工作面回采时有相当的长度和人为控制的高度，它不是一个连续的向前推移的面而只是一个空间，在这个空间内依靠煤的自然跨落或者是采用某种手段促使其跨落，从而扩大其工作面的面积，更主要是能够扩展其高度，当附近采空区的矸石窜入并充填满这个空间时，这个空间的采煤工作就告结束，换一个地方形成开一个新的空间。
　　2.3俯伪斜走向长壁分段密集采煤法
　　俯伪斜走向长壁分段密集采煤法的主要特点是：长壁工作面呈俯伪斜方向直线布置，沿走向推进，采用分段水平密集支柱进行切顶和挡矸，隔离采空区与回采空间，工作面要分段打眼放炮落煤，煤炭可以实现自溜运输。俯伪斜走向长壁分段密集采煤法对大倾角煤层的开采适应性比较强，工作面俯伪斜直线布置，能够变大倾角为伪倾斜，从而减小了回采工作面倾角，倾角的减小可实现机械化采煤，避免了煤壁发生片帮伤人，可以在工作面铺设溜子用以控制煤流的方向和速度，减少了煤炭在自溜过程中因串入采空区而造成的丢煤，也可以为进一步实现采煤机械化创造了条件。采用分段走向密集支柱切顶和挡矸的采煤方法，工作面上下分段可同时进行回柱放顶的平行作业，充分利用时间、空间，提高了工作面的有效利用率。在区段垂高相同的情况下，工作面效利用率比伪斜短壁采煤法能够提高30～40％，大大提高了工作面的单产。另外工作面不仅推进速度快，而且工作面可采用单体液压支柱进行支护，能适应煤层厚度的变化，工人在工作面作业也方便、安全，可减少瓦斯突出的威胁。
　　2.4斜台阶采煤法
　　 采用斜台阶采煤法进行开采的的工作面煤壁形成的形状是台阶式的，上台阶超前于下台阶，并且在两个相邻台阶之间以30°的伪斜小巷相连，整个采场及其煤壁都呈伪斜的正台阶状。斜台阶采煤法的整个采煤工作面是由沿着真倾斜的短壁工作面和伪斜小巷依次相间连结而成，因此这种采煤方法既能够吸取了伪倾斜掩护支架采煤法的优点，同时也消除了倒台阶采煤法工作人员可能掉入采空区的不安全因素，而且还结合了使用倒台阶采煤法对断层、煤厚和倾角适应性强的优点，也具有采用水平分层采煤法中铺设假顶隔离采空区并便于处理采空区矸石的优点。
　　2.5长孔爆破采煤法
　　 长孔爆破采煤法也叫深孔爆破采煤法，是指在巷道中打长(深)孔爆破落煤，其实质是就是加大小分段平巷或回采斜坡的间距，用以提高此类采煤方法的技术经济效果。长孔爆破采煤法和普通炮采方法不同。采用长孔爆破采煤法，工作人员不需要进入到回采工作面，主要是在巷道内利用有关机具进行打眼、装药和放炮，回采工艺简单、安全、可靠，劳动强度也低，占用人员较少，工效高，坑木消耗少，吨煤成本较低。这种采煤方法具有很强的灵活性，可以用于开采不规则煤层和无上风巷的煤层，特别是0.3~0.4m的极薄煤层，可以较高提升回采率。但是采用这种采煤方法后的顶板管理不够完善，爆破后煤炭实行自溜，易混入矸石，造成煤矸石的混合，影响煤质。同时部分乏风会进入采空区，不利于通风的管理。因此长孔爆破采煤法一般适用于煤层倾角大于45°，煤厚大于1.0m，顶底板都比较坚硬，无煤尘爆炸危险的低瓦斯矿井。
　　3、结语
　　因此，就当前的技术情况，对于厚度大的急倾斜特厚煤层采用水平分段机械化放顶煤，煤层赋存稳定时采用综采放顶煤；大倾角煤层，特别是地质条件复杂时，采用水力采煤；赋存稳定的急倾角煤层，采用伪装柔性掩护支架采煤法，并尽量提高其机械化水平，可以较好地解决当前大倾角煤层的开采问题。
　　参考文献
　　[1]贾维志.大倾角综合机械化采煤技术[J].安徽科技，2010，（5）.
　　[2]李乃芳.大倾角煤层综采技术实践[J].煤矿开采，2009，（2）.
　　[3]张士钰.大倾角采煤技术的应用与推广[J].科技情报开发与经济，2005，（13）.

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