急倾斜煤层开采技术方法的研究与探讨

1、急倾斜煤层开采技术方法的研究与探讨种立党（淮北矿业集团公司朔里煤矿；安徽淮北，235052）【摘要】本文浅析了煤矿急倾斜煤层开采的主要特点、开采急倾斜煤层过程中存在的主要问题，提出了开采急倾斜煤层的技术方法。【关键词】煤矿；急倾斜煤层；开采技术方法；研究与探讨1引言急倾斜煤层在许多煤矿都会出现，有的是大面积的，有的是局部的，它与矿井的地质构造有关。地质构造比较复杂的矿井，常会出现急倾斜煤层。我矿在局部地段也有急倾斜煤层，有的最大倾角竟达到40º。开采此类煤层，非常困难，开采时的支护难度大，给安全生产带来诸多不利的因素。因此，开采急倾斜煤层，有必要充分了解其特点，根据其特点选择合理的开

2、采技术和支护工艺，以确保安全生产。2存在的问题在急倾斜煤层的开采过程中，一般都不同程度地存在一些问题，这主要突出表现在如下几个方面：1）巷道掘进率高。主要表现在斜坡式、小分段爆破和沿倾斜推进的掩护支架等采煤方法之中。这些采煤法，有相当大的一部分巷道是在支承压力带内掘进和维护的，巷道维护工作量很大。由于掘进率高，无疑增加了巷道掘进维护的费用，以致影响工作面的接替，也给通风管理工作造成了很大的困难。尤其在有冲击地压危险的煤层中，巷道对煤体切割过多，大大增加了冲击地压的危险。2）通风条件差。大多数急倾斜煤层采煤方法都不同程度地存在这一问题，其斜坡式、小分段爆破、仓储式和长孔爆破采煤法尤为严重。所有这

3、些采煤方法中，通风系统都复杂，有的采煤工作面甚至为独头通风。工作面风流中的煤尘和瓦斯含量又高，对施工人员的健康和安全危害较大。3）工人劳动强度大。劳动强度大是所有急倾斜煤层采煤方法都有的共同缺点。因煤层赋存条件的限制，急倾斜煤层中大部分巷道和工作面坡度大、空间小，工人在工作面进行落煤、支护、运料，甚至行走都非常困难，必然造成劳动强度大。4）煤炭损失率高。其煤炭损失主要存在于那些采落的煤炭与采空区冒落矸石无隔离设施的采煤方法中，如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、仓储式等。这些采煤方法中的煤炭损失率就高，有的高达40%50%。与此同时，生产的煤炭还往往有较高的含矸率。由于煤炭损失率高，不但给煤炭自燃

4、创造了条件，而且也浪费了大量的资源，导致矿井寿命缩短。5）开采效益差。急倾斜煤层与倾斜或近水平煤层开采相比，急倾斜煤层的开采不仅单产低、工效低，且开采成本业高，煤质也相对较差，所以开采急倾斜煤层的矿井规模相对小、效益较差。3煤层特点对于急倾斜煤层，地质构造复杂，倾角大，开采难度大，开采过程中的支护也比较困难，生产安全性差。主要有以下特点：1）急倾斜煤层的的地质构造比较复杂，其断层和褶曲也多，煤层的厚度又变化较大。开采煤层的赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力也小，所以开采急倾斜煤层的矿井多为中、小型矿井。2）对于急倾斜煤层来说，其顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾斜煤

5、层小，而沿倾斜作用的分力又大。煤层开采后，煤层顶、底板都有可能沿倾斜方向滑动垮落，致使支架稳定性较差，易发生扭曲与倾倒。显然工作面支护的难度相当大。3）急倾斜煤层的倾角，大于岩石安息角。当采煤工作面采煤时，采下的煤就会自动下滑，这样就简化了工作面的装运工作。与此同时，下滑的煤和矸石也容易冲倒支架，以致砸伤人员。急倾斜煤层和围岩的节理发育，初次来压和周期来压与不明显，易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落，容易造成顶板事故，给安全生产带来诸多不利因素。可见急倾斜煤层开采的安全安全性非常差。4开煤方法在开采急倾斜煤层的过程中，为尽力提高煤炭回收率与煤炭质量，确保安全生产，必须合理地设计、划分采区；优化开

6、采技术工艺；改进巷道布置和优化生产系统；选择较好的支护工艺等。1）合理地划分采区。通过合理地划分采区，以尽量加大采区尺寸，加大采区的煤炭储量。划分采区时，根据生产设备及回采技术工艺的要求，应尽可能地避免人为地划分采区边界，适当加大采区的走向长度，加大阶段垂高。2）改进巷道布置，优化生产系统。在选择巷道布置方式时，一是要满足安全生产的要求，以保证每个采区和回采工作面至少要有二个安全出口，并实现工作面全负压通风。二是巷道布置方式要与采煤方法相一致，同回采工艺相结合，并充分考虑水平巷道、倾斜巷道各自的优缺点，尽量不采用垂直巷道，要系统简单、布置合理的准备、回采巷道。3）优化回采工艺，提高生产效率。国

7、内急倾斜煤层开采的工艺技术都相对比较落后，且绝大多数矿井仍采用炮采工艺和风镐落煤工艺，导致工人劳动强度大，安全状况较差。优化回采工艺，最主要的目的就是提高回采机械化程度。要提高矿井开采的机械化程度，必须从局部机械化和全局机械化两个方面来综合考虑。局部机械化是指从支护方式、落煤方式以及运输方式几个方面单独考虑改进方法，以提高矿井多方面的机械化程度。全局机械化是采用综合机械化采煤方式，从破煤、装煤、运煤以及支护四个方面来实现的机械化。一般来说，在一定条件下，要对开采技术条件进行评价，以寻求最适宜的采煤方法，并且通过对工作面开采工艺、设备及系统配置的分析，采取改造系统的薄弱环节、完善工艺系统和开采技

8、术等措施来有效地提高工作面单产。比如通过加大采区走向长度，改进回采工艺，合理确定采煤工作面的支护方式等，提高工作面单产。通常急倾斜煤层采区的走向长度都比较小，可采储量又少，只能满足几个月的正常生产，这样就造成了采煤工作面频繁搬迁，而且需要留设大量的保护煤柱，以致影响了煤炭资源的回收率。如此一来，不仅影响矿井的正常生产，增加无效工时，而且也造成了大量资源的浪费，降低了工作面设备的使用效率，严重影响了机械化程度的提高。在实际生产过程中，应根据矿井地质条件的变化情况，尽量加大采区走向长度，这不仅可以增加采区储量与服务年限，而且也相对减少了工作面的搬迁次数，还能减少区间煤柱的损失量，减少准备巷道的掘进

9、工程量，进而增大采区生产有效工时比率。所以，加大采区的走向长度，还可以增加采区同时开采的工作面个数，从而提高采区的生产能力，又有利于采区和矿井的集中生产。因此，总整体角度看，开采急倾斜煤层时尽力扩大采区范围还是比较经济与延长矿井使用寿命的。5结束语国内开采急倾斜煤层有着悠久的历史，但由于经济欠发达，受科学技术、国家产业政策和生产力发展水平等条件的限制，致使大、中、小矿井并存，同时开采急倾斜煤层，且中、小型煤矿为多。为此，开采急倾斜煤层的采煤方法很比较多。研究急倾斜煤层开采技术，对于提升急倾斜煤层的采煤方法，掌握采场矿山压力显现的规律都有重要的作用。针对现场开采过程中存在的问题与主要技术难题，寻求急倾斜煤层开采的关键技术、发展方向与对策，能够指导和提高急倾斜煤层的安全生产水平，对于提高企业经济效益，促进急倾