劉洪章

【摘 要】隨著煤炭資源不斷的被開采，賦存條件好的煤層越來越少。煤炭開采技術的革新，讓煤炭開采工作由簡單的地質(zhì)層深處逐步向結(jié)構(gòu)復雜的內(nèi)部擴展延伸。在地質(zhì)層內(nèi)部，大部分都是斷層結(jié)構(gòu)，導致礦井地壓顯著增大，所以，煤炭開采的難度逐漸的增大。本文主要探討不穩(wěn)定型急傾斜煤礦開采技術及其應用。

【關鍵詞】急傾斜；煤礦開采；應用

在我國煤礦開采中，經(jīng)常遇到急傾斜煤層，急傾斜煤層條件復雜，瓦斯突出、自然發(fā)火、水害威脅、沖擊地壓等問題給急傾斜煤層的開采帶來巨大安全隱患，近年來經(jīng)常引發(fā)重特大安全事故。因此，急傾斜煤層的開采，必須選擇安全可靠、合理適用的技術方案，合理布置采掘工作面，不斷提高機械化水平，建立健全安全生產(chǎn)措施。下面，本文以急傾斜煤層為例，結(jié)合實際開采工作，就井下傾斜開采技術的應用難點進行探討。

1.急傾斜薄煤層的定義

在世界范圍內(nèi)，對薄煤層的定義存在差異。在我國，通常把煤層厚度低于 1.3 米以下的稱為薄煤層，前蘇聯(lián)為1.2m 以下，波蘭為1.0m 以下，而比利時為 0.6m 以下。急傾斜薄煤層的傾角大于 45 度，是不穩(wěn)定型煤層的代表。

急傾斜煤層傾角大的特點，決定了它的在開采技術的是設計上與傾斜煤層有所差異：（1）急傾斜煤層采下的煤塊能順著通道自動滑落下來，地面裝運工作相對簡單，但煤塊容易滑出通道外而撞到支架，甚至傷到工作人員，存在安全隱患。（2）急傾斜煤層的頂?shù)卓赡芟蛎簩觾A斜的方向移動，導致護巷煤柱支撐不住而出現(xiàn)塌落，回采和支護工作的難度變大了。（3）急傾斜煤層傾角大，增加了工作人員采煤、運料等的工作量，降低了工作效率，提高了工作成本。（4）開采急傾斜煤層的采煤機械與開采緩傾斜煤層的工具不能通用，要單獨設計。

2.不穩(wěn)定型急傾斜煤礦開采的不安全因素

開采過程中，急傾斜煤層從開采技術、安全管理方面都具有獨自的特點，主要表現(xiàn)在以下幾點：

2.1采空區(qū)竄矸

頂、底板作用力主要表現(xiàn)為對煤層側(cè)壓，垂直作用力分布相對較小，在頂?shù)装骞芾砩希弦坏婪中逼禄夭珊?，冒落的矸石覆蓋在下一道煤層上，回采下一道時，矸石容易竄入工作面，不但影響了煤的含矸率，而且容易造成傷人。

2.2頂煤突出和掛頂煤

頂煤突出即指的是放頂后出現(xiàn)不規(guī)則的突出表面；掛頂煤指爆破后無法按要求預計的爆破高度進行爆破的。在深孔的炮眼布置深度控制不好時，裝藥爆破不合理時，容易出現(xiàn)煤柱表面不規(guī)則及掛頂煤出現(xiàn)，在工作面煤出玩后，突出的頂煤會隨采動再次垮落， 而掛頂煤沒辦法進行二次爆破回采，工人在存在僥幸心理時，偷偷進入采空區(qū)扒煤或作業(yè)，不利于安全管理。

2.3其它不安全因素

煤采完后，采空區(qū)采用自然垮落法，人員禁止進入采空區(qū)進行出煤，迎頭采取設置防護柱后，人員出煤站在防護柱外小眼迎頭內(nèi)，與采空區(qū)間距只有 1-3m，特別在急傾斜薄煤層開采中受煤層厚度影響，操作空間更小，有限的空間容易影響人的安全操作。

煤層開采均采用了中深孔進行布置炮眼，通過一次性放全高進行采煤，采下的煤靠自重下滑，雖簡化了工作面的裝運工作，但在出煤過程中，特別在處理塊煤時，會存在塊煤沖出，在防護柱設不到位時，容易砸人和沖倒支架、影響安全。

3.不穩(wěn)定型急傾斜煤層開采技術的設計及其應用

地質(zhì)條件的差異，決定了急傾斜煤層的開采技術和賦存條件簡單的緩傾斜煤層的開采技術在采煤方法上有所不同。根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，現(xiàn)在對不穩(wěn)定型急傾斜煤層的采煤主要以爆破為主。以某煤礦為例：隨著表層煤礦的開采和礦井水平的提高，煤礦開采逐步深入地質(zhì)內(nèi)部，煤層的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，大多數(shù)都是急傾斜薄煤層。通用的壁式采煤法和中深孔爆破采煤法不再適用。工程技術人員根據(jù)煤礦自身的特點，對急傾斜煤礦薄煤層的開采方法進了改進，找到了一種新的巷道布置形式和采煤方法：

3.1采煤方法的確認

案例煤層的地質(zhì)條件是：煤層的地質(zhì)條件為：延二采區(qū)±0-50，回采面位于延二±0 水平，東至+60 水平，西至±0 水平，北至±0-50石門，南至F65 斷面。頂板比較完整，含黃鐵結(jié)核層，但在回采過程中很容易坍落?；夭擅婷簩雍穸葹?.8-0.9m，傾角達到了 70 度以上，回采面斜長75 米，整體煤質(zhì)堅硬，在回采面的向前推進工作中，經(jīng)常碰到錯動層和小斷層。在這種情況下，原來設計的斜坡中孔采煤法不再適用該類型煤層的開采。結(jié)合該煤層的特點，考慮了現(xiàn)有采煤技術和經(jīng)濟成本后，決定采用偽傾斜斜坡短壁采煤法。

3.2開采技術參數(shù)的設定

根據(jù)偽傾斜斜坡短壁采煤法的要求和特點，技術人員設計了開采技術參數(shù)。這種采煤方法對采面的各項技術要求都比較嚴格，它要求布置較多的順槽和炮眼，要對炮眼布置、裝藥方式等炮眼設計的技術參數(shù)重新進行設定和調(diào)整。綜合考慮后，決定采用偽傾斜開順槽方式，具體的操作是：把工作面主斜坡布置為沿煤層偽傾斜 23°-24°，一直推進到工作面邊界上，再在主斜坡上間隔 25m-35m 沿煤層偽傾斜25°挖掘數(shù)條斜坡，同上一直推進到工作面邊界上?；夭蛇^程中，應分斜坡自上而下逐段用偽傾斜短壁采煤法進行回采。需要注意的是，第一斜坡和第二斜坡的同時進行，以保證整個回采工作的連續(xù)性。

3.3技術安全管理措施

回采工藝技術管理的核心：要煤礦安全管理規(guī)程為依據(jù)，合理的設計平行作業(yè)，盡可能的縮短循環(huán)作業(yè)所用的時間。要根據(jù)工序平行作業(yè)的特點，安排各個工序的作業(yè)時間以及工作質(zhì)量，做到各崗位既要分工明確、各司其責，又要能有需要時相互協(xié)作，保證保量的完成整個循環(huán)作業(yè)。采用點支柱支護及木板背幫的設計，能及時有效的控制回采工作面頂、底板和上煤幫。放炮后的超前支護突出了控頂和互幫，比中孔采煤法爆破更具安全性。采用斜坡短壁偽傾斜回采中，分區(qū)管理的方式縮小了控頂?shù)拿娣e，減少了采空區(qū)特殊支護的數(shù)量，坑木消耗的減少降低了成本。此外，在回采面質(zhì)量安全管理中，在每班都設立質(zhì)檢人員，做好自身工作的同時，還能相互監(jiān)督，確保了支護的質(zhì)量，及時對損壞了的支架進行檢修，避免了不安全隱患的發(fā)生。

4.結(jié)束語

不穩(wěn)定型急傾斜煤礦開采技術的研究是一個長期的過程，只有充分把握好開采技術設計這一環(huán)節(jié)，才能保證開采工作的順利進行。在不穩(wěn)定型急傾斜煤層的開采中，偽傾斜斜坡短壁采煤法，能有效的幫助解決急傾斜薄煤層的開采問題，明顯提高了煤炭的開采效率。

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