王照祥

摘 要：對(duì)小型礦井急傾斜煤層開采技術(shù)上所存在的問題，探索出了一套急傾斜煤層開采方法，并提出急傾斜煤層開采的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：急傾斜煤層；開采方法；發(fā)展方向

一、急傾斜煤層開采的特點(diǎn)

1.急傾斜煤層的構(gòu)造較復(fù)雜，多斷層和褶曲，煤層厚度變化較大，開采煤層的賦存條件普遍較差、儲(chǔ)量基本很少、回采十分困難、采煤工作面產(chǎn)量少，所以開采急傾斜煤層的礦井多數(shù)是小型礦井。

2.急傾斜煤層的傾角大于巖石安息角，采煤工作面采下的煤能自動(dòng)下滑，簡(jiǎn)化了工作面的裝運(yùn)工作，但下滑的煤和矸石容易沖倒支架，砸傷人員，急傾斜煤層和圍巖的節(jié)理發(fā)育，初次來壓和周期來壓不明顯，容易發(fā)生一些無預(yù)兆的大面積突然冒頂垮落，造成頂板事故，給生產(chǎn)上帶來安全隱患，生產(chǎn)中的不安全因素較多，安全系數(shù)低。

3.急傾斜煤層頂板壓力垂直作用于支架或煤柱上的分力比緩傾斜煤層小，而沿傾斜作用的分力大，煤層開采后，煤層頂、底板都有可能沿傾斜方向滑動(dòng)垮落，支架穩(wěn)定性差，易發(fā)生扭曲與傾倒，工作面支護(hù)工作十分困難，而且必須要設(shè)三防措施。

二、在急傾斜煤層開采技術(shù)上所存在的若干問題

總體來說，目前我國急傾斜煤層開采方法中不同程度地存在很多問題，這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.煤炭損失率高。主要存在于那些采落的煤炭與采空區(qū)冒落矸石無隔離設(shè)施的采煤方法，如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、倉儲(chǔ)式等。這些采煤方法的煤炭損失率有的高達(dá)40%-50%，與此同時(shí)，生產(chǎn)的煤炭往往有較高的含矸率。煤炭損失率高，為提高工作面回采率，需將工作面傾角改變?yōu)檠鰝涡?，與正傾斜的夾角達(dá)到10°～20°之間，這樣冒落的巖石溜向軟幫采空區(qū)，避免頂?shù)装逅撀鋷r石沖擊工作面支護(hù)，增加安全系數(shù)。而在在切頂線內(nèi)要設(shè)一道從下至上的擋煤板，防止落煤溜向軟幫，煤巖分開后，提高了煤炭回采率。

2.巷道掘進(jìn)率高。這些問題主要表現(xiàn)在斜坡式、小分段爆破和沿傾斜推進(jìn)的掩護(hù)支架等采煤方法中。這些采煤法，有相當(dāng)大的一部分巷道是在支承壓力帶內(nèi)掘進(jìn)和維護(hù)的，維護(hù)這些巷道的工作量很大。掘進(jìn)率高，增加了巷道掘進(jìn)維護(hù)的費(fèi)用，影響工作面的接替，給通風(fēng)管理工作造成困難。尤其在有沖擊地壓危險(xiǎn)的煤層中，巷道對(duì)煤體切割過多，增加了沖擊地壓的危險(xiǎn)。

3.工人勞動(dòng)強(qiáng)度增大。所有急傾斜煤層采煤方法共同的缺點(diǎn)，由于煤層賦存條件的限制，急傾斜煤層中大部分巷道和工作面的坡度很大、空間比正?；夭擅嫘?，工人在工作面落煤時(shí)、支護(hù)時(shí)、運(yùn)料時(shí)、行走時(shí)，均十分困難，無形中勞動(dòng)強(qiáng)度增大很多。

4.通風(fēng)條件很差。這一問題，大部分急傾斜煤層采煤方法都不同程度地存在，而斜坡式、小分段爆破、倉儲(chǔ)式和長(zhǎng)孔爆破采煤法尤為嚴(yán)重。這些采煤方法中，通風(fēng)系統(tǒng)非常復(fù)雜，有的采煤工作面為獨(dú)頭通風(fēng)，工作面的風(fēng)流中，煤塵和瓦斯的含量較高，對(duì)工人的健康和安全造成很大危害。

5.回采效益很底。與傾斜或近水平煤層比較，急傾斜煤層的開采不僅單產(chǎn)低、工效低，而且成本高，由于地質(zhì)條件影響，煤質(zhì)差，因此，開采急傾斜煤層的礦井普遍規(guī)模小、效益底。為增加回采效益，必須選擇合理的回采方法。

三、急傾斜煤層采煤方法的選擇方向

1.必須合理劃分采區(qū)的大小尺寸，加大采區(qū)的煤炭?jī)?chǔ)量。劃分采區(qū)時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備及回采工藝的要求，避免人為地劃分采區(qū)邊界，適當(dāng)加大采區(qū)的走向長(zhǎng)度，和傾向長(zhǎng)度。

2.優(yōu)化回采工藝，提高生產(chǎn)效率。

目前我國急傾斜煤層開采工藝相對(duì)比較落后，絕大多數(shù)礦井采用炮采工藝和風(fēng)鎬落煤工藝，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全狀況差。優(yōu)化回采工藝最主要的就是提高回采機(jī)械化程度。要提高礦井回采的機(jī)械化程度，可以從局部機(jī)械化和全局機(jī)械化兩個(gè)方面來考慮。局部機(jī)械化指的是從支護(hù)方式、落煤方式以及運(yùn)輸方式幾個(gè)方面單獨(dú)考慮改進(jìn)方法，以提高礦區(qū)這幾個(gè)方面的機(jī)械化程度。全局機(jī)械化是采用綜合機(jī)械化采煤方式，從破煤、裝煤、運(yùn)煤以及支護(hù)四個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

在一定的條件下，對(duì)開采技術(shù)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，尋求最適宜的采煤方法，并且通過對(duì)工作面回采工藝、設(shè)備及系統(tǒng)配置的分析，采取改造系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)、完善工藝系統(tǒng)和開采技術(shù)等措施來有效地提高工作面單產(chǎn)。如加大采區(qū)走向長(zhǎng)度，改進(jìn)回采工藝，合理確定采煤工作面的支護(hù)方式等。在通常情況下，急傾斜煤層采區(qū)的走向長(zhǎng)度比較小，可采儲(chǔ)量少，只能滿足幾個(gè)月的正常生產(chǎn)，造成采面搬遷頻繁，而且需要留設(shè)大量的保護(hù)煤柱，影響資源回收率。這不僅影響礦井的正常生產(chǎn)，增加無效工時(shí)，同時(shí)也造成了資源浪費(fèi)，降低了工作面設(shè)備的使用效率，影響機(jī)械化程度的提高。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)礦井地質(zhì)條件的變化，加大采區(qū)走向長(zhǎng)度，不僅可以增加采區(qū)儲(chǔ)量和服務(wù)年限，減少工作面搬遷次數(shù)，而且還能減少區(qū)間煤柱的損失，減少準(zhǔn)備巷道的掘進(jìn)工程量，進(jìn)而增大采區(qū)生產(chǎn)有效工時(shí)比率。加大采區(qū)的走向長(zhǎng)度，還可以增加采區(qū)同時(shí)開采的工作面?zhèn)€數(shù)，能提高采區(qū)的生產(chǎn)能力，有利于采區(qū)和礦井的集中生產(chǎn)。

3.改進(jìn)巷道布置，優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)。

選擇巷道布置方式時(shí)，首先要滿足安全生產(chǎn)的要求，保證每個(gè)采區(qū)、回采工作面均至少有2個(gè)安全出口，實(shí)現(xiàn)工作面全負(fù)壓通風(fēng)。其次，巷道布置方式要與采煤方法一致，同回采工藝結(jié)合，充分考慮水平巷道、傾斜巷道各自的優(yōu)缺點(diǎn)，盡量不采用垂直巷道，提出系統(tǒng)簡(jiǎn)單、布置合理的準(zhǔn)備、回采巷道。

四、結(jié)論

我國開采急傾斜煤層的歷史悠久，由于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，受科學(xué)技術(shù)、國家產(chǎn)業(yè)政策和生產(chǎn)力發(fā)展水平等的限制，大、中、小礦井并存，且中、小型煤礦特別多，因此采用的采煤方法很多。本文總結(jié)與提升急傾斜煤層的采煤方法與采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)的規(guī)律；并針對(duì)目前開采存在的主要技術(shù)難題，提出急傾斜煤層開采的發(fā)展方向與對(duì)策，指導(dǎo)急傾斜煤層的安全生產(chǎn)實(shí)踐，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)急傾斜煤層采煤方法的發(fā)展。endprint