煤礦傾斜長壁綜采工藝技術探析

馮濤

(山西蘭花科技創業股份有限公司,山西晉城 048000)

煤礦傾斜長壁綜采工藝技術探析

馮濤

(山西蘭花科技創業股份有限公司,山西晉城 048000)

傾斜長壁采煤法是指長壁工作面沿走向布置、沿傾斜推進的采煤方法。在近似于水平的煤層中，根據煤層的構造，通常有仰傾斜和俯傾斜兩種采煤法。本文論述了煤礦傾斜長壁綜采工藝技術，主要包括仰傾斜采煤工藝技術以及俯傾料采煤工藝技術這兩種。

煤礦 傾斜長壁 工藝技術 仰傾料 俯傾料

1 傾斜長壁采煤法

傾斜長壁采煤法是回采工作面沿煤層走向布置，沿傾斜(仰斜或俯斜)方向推進采煤。回采工作面沿煤層走向布置，沿傾斜(仰斜或俯斜)推進采煤。與走向長壁采煤法相比，采煤工作面布置及回采方向不同小，取消了采(盤)區上(下)山巷道。多數礦井根據地質條件在某一個區域采用傾斜長壁采煤法，在另一個區域采用走向長壁采煤法，也有礦井在同一區域內采用傾斜長壁和走向長壁相結合的布置方式。傾斜長壁采煤法可分為單一傾斜長壁采煤法及傾斜分層傾斜長壁下行垮落采煤法；按推進方向不同又可分為仰斜長壁和俯斜長壁兩種。本文重點研究仰斜開采和俯斜開采。仰斜開采時采面沿傾斜從下向上推進采煤。一般適用于頂板穩定，煤質較硬，頂板淋水大，煤易自燃，需要采空區注漿時臨界角一般小于8度。俯斜開采是采面沿傾斜從上而下推進采煤。一般適用條件為：煤層厚，傾斜角度大，煤層松軟容易片幫，甲烷的含量較高。當煤層傾角較小或者接近水平煤層，煤層條件又無特殊要求時，可采用仰斜與俯斜相結合的形式。大巷以上俯斜開采，大巷以下仰斜開采。傾斜長壁采煤法的優點是巷道布置相對簡單，巷道掘進及維護費低，投產快。巷道掘進工程量少百分之十五，相應工期較短。運輸系統簡單，占用設備少，運輸費用低。運輸設備及輔助人員可以減少百分之三十到四十。回采巷道沿煤掘進，易固定方向，采煤可等長布置，利于生產管理。通風系統簡單，風路短，風流方向轉折變化少，同時使巷道交叉點和風橋等通風構筑物減少約1/3。技術經濟效益顯著采面單產增加，巷道掘進率(m/萬t)降低，采出率增加，工效大大提高。

2 俯傾料采煤工藝技術

俯傾斜工作面，順著頂板巖層分力往煤壁側指向，在壓力影響下，頂板巖層固有的裂隙會閉合，這有益于確保頂板的可靠性與不間斷性。矸石冒落發生在俯斜長壁工作面采空區頂板，矸石就往工作空間涌向。此時，不僅僅要使支架對頂板進行支撐，還應當避免涌入破碎矸石，要求應用掩護式支架或支撐掩護式支架。因為碎石的重力影響到掩護架，這加大了掩護架的荷載。需要選用具備優良承載性能與掩護性能的掩護梁。在煤層傾角比較大、0．3米以上降架高度、2米以上采高的時候，往往會出現液壓支架往煤壁側傾倒的情況。因此，在要求移架的時候，應當對降架高度進行嚴格的控制，將支架平衡千斤頂收縮，以及將頂梁尾部拱起，確保它的帶壓擦頂移架，只有如此，才可以避免支架前傾的情況。

俯斜開采的時候，煤壁難以片幫，瓦斯也很少聚集在工作面，然而，采空區的水會持續低往工作面流去，這不利于采空區的注漿。在不斷增大的煤層傾角的影響下，會不斷地出現輸送機與采煤機事故，進而降低裝煤率。因為隨著不斷增大的俯采工作面傾斜角，采煤機重心往滾筒偏，這樣使得傾斜開采機組不夠穩定，會發生機組掉道或者是牽引線被拉斷的情況，從而嚴重地磨損采煤機兩邊的向導設備。

工作面傾角在22度以上的時候，采煤機下滑，滾筒也往煤壁鉆入，這樣難以在輸送機中裝入截割下的煤，為了對這個問題進行解決，有些生產礦井需要將輸送機緊靠煤壁邊吊起來，確保溜槽13度—15度的傾斜，在割底煤的時候，采煤機臥在工作面底，使底板一直處于臺階狀態，從而確保采煤機的順利運行。

3 仰傾斜采煤工藝技術

在煤層傾角的制約下，仰斜工作面的頂板出現延巖層層面且指向采空區位置的分力，在這個分力的影響下，因為受到拉力的作用，頂板巖層的斷裂縫隙出現，這使得破碎更加嚴重，支架與頂板也會不斷地移動到采空區。鑒于此，煤層傾角愈大，仰斜工作面頂板的不穩定性愈明顯。受到傾角的制約，仰斜工作面采空區冒落的矸石大都往采空區涌向。這個時候，能夠借助支撐掩護式或支撐式支架對頂板進行支撐。在大于12度傾角的時候，為了避免支架往采空區的一邊傾倒，炮采與普采工作面需要往煤壁傾斜大概6度，且設計復位千斤頂或加上復位裝置，確保煤壁和支柱的位置關系正確。

在比較大的煤層傾角的時候，仰斜工作面不可以太長，不然煤壁片幫會出現，進而導致太多機道碎煤的出現，最終較難啟動輸送機。在逐步地增加煤層厚度的時候，要求事先實施防片幫的策略，主要是打液壓支架片和錨桿防片幫裝置。實施仰斜采煤的策略，較難移動支架，在傾角比較大的時候，能夠實施全工作面多次前移與小移動的策略，并且首先使用配套大拉力對千斤頂液壓支架進行推移。

在開采仰斜的時候，水能會往采空區自動地流動，這對于往采空區注漿非常有利。在缺少積水的工作面，勞動條件比較好，開采裝置就較為干燥，煤產量就比較高。煤傾角在10度以下的時候，仰斜長壁工作面輸送機和采煤機的性能可靠，由于不斷加大的傾角，采煤機受到自重的制約，截煤的時候由于跟煤壁相偏離而使得截煤深度減少。輸送機也會由于采下的煤滾往溜槽下邊滾，這會導致斷鏈的情況出現。為了防止這種情況的發生，能夠實施相應的策略，像是推移千斤頂需要具備油液閉鎖設備、強化采煤機的定位導向設備、中心鏈式輸送機的應用，以及減少截深等。煤層傾角在17度以上的時候，采煤機會轉動到采空區的一邊，要么發生翻倒的情況，需要暫停采煤，防止危險的發生。

4 結語

總之，采用傾斜長壁采煤法比采用走向長壁采煤法具有巷道布置，運輸系統簡單，可以減少由于工作面長度的變化給生產帶來的不利影響，對某些地質條件的適應性較強等諸多優點。存在的問題主要是長距離的傾斜巷道使掘進及輔助運輸、行人比較困難等。由于煤層條件的不同，傾斜長壁采煤與走向長壁采煤工藝技術會同時出現在煤礦礦井中。在煤層傾角比較小的時候，走向長壁采煤能夠實現理想的效果。在對采煤工藝技術進行選擇的時候，務必比較技術的經濟性。

[1]徐景賢,程云鳳.傾斜長壁工作面的礦壓顯現特點[J].華北科技學院學報,2002,(4):25-28.

[2]陳靖.淺談傾斜長壁采煤策略[J].企業技術開發,2010,9(18):25-26.

[3]賈萬生.傾斜長壁采煤法工藝探析[J].山東煤炭科技,2013(4):120-123.

馮濤(1984-),男,漢族,山西晉城人。2011年6月畢業于黑龍江科技學院,采礦工程專業,本科學歷,現在山西蘭花科技創業股份有限公司從事煤礦采掘技術管理工作,采煤助理工程師。