大傾角煤層開采難點及開采方法淺析

曹艷飛

摘 要：大傾角煤層的開采一直是我國煤炭開采領域研究的重點，我國大傾角煤層分布廣、儲量占比高，且大傾角煤層開采安全隱患多、設備及工藝要求高，因此本文對大傾角煤層開采難點進行分析，并對國內主要的大傾角煤層開采方法如偽斜柔性掩護支架采煤法、斜坡陷落采煤法、俯偽斜走向長壁分段密集采煤法、斜臺階采煤法、長孔爆破采煤法等進行逐個深入分析，剖析我國大傾角煤層開采的現狀。

關鍵詞：大傾角煤層；開采難點；開采方法

通常大傾角煤層主要指的是煤層傾角大于35°的煤層，大傾角煤層在開采時一般要求采全高來確保安全高效的生產，但在實際生產中受限于設備和開采工藝等因素，導致大傾角煤層的開采不能完全實現上述要求，因此對大傾角煤層頂板支護、設備選型、開采工藝的研究就顯得尤為重要。大傾角煤層的頂板比緩傾斜煤層的傾角承受的巖層壓力更大，且受重力作用的影響更為明顯，因此大傾角煤層的頂板裂隙發育且容易垮落，在進行支護時由于頂底板傾角大，導致支護設備自身的穩定性較差，因此在工作面開采過程中大傾角回采工作面的煤巖層會向下部滑動，設備也會發生傾倒，嚴重時甚至發生局部頂板漏斗形冒落，嚴重威脅著回采安全和效率。因此對大傾角煤層的開采技術問題及主要開采方法進行研究具有實踐意義。

1 大傾角煤層開采難點分析

大傾角煤層開采過程中會遇到各種技術問題，其主要難點主要集中在以下3個方面：

首先是開采過程中煤層頂板和上部煤層會垮落并沿著傾斜方向滑落和滾動到工作面下部，導致工作面在傾斜方向上形成非均勻的填充，進而引起礦壓差異化變化，嚴重威脅到工作面的回采安全。

其次是大傾角工作面開采過程中煤巖層會沿著傾斜方向緩慢移動，這種移動會導致已經處于穩定狀態的支護設備緩慢失衡，同時還會導致采面整個運輸系統的不規則位移。

最后是傾角的加大以及煤巖層側滑會帶來回采工作面設備的傾角變化，隨著設備豎直方向傾角的逐漸加大，側向應力逐漸加大而法向應力會逐漸降低，從而加大了工作面側向傾倒的可能性。

因此在大傾角工作面的開采工程中，必須重點考慮解決上述問題，因此來把握采面礦壓分布規律和設備支護方式，保障回采工作面的安全和生產效率。

2 大傾角煤層開采方法分析

大傾角煤層的開采一直是煤炭開采領域的研究重點，煤層開采限制因素眾多，大傾角煤層的開采除了要重點關注傾角大帶來的頂板支護、設備傾斜風險等問題之外，還要根據煤層賦存實際情況選擇恰當的采煤方法，當前國內主流的大傾角采煤方法主要包括偽斜柔性掩護支架采煤法、斜坡陷落采煤法、俯偽斜走向長壁分段密集采煤法、斜臺階采煤法、長孔爆破采煤法等，分述如下：

2.1 偽斜柔性掩護支架采煤法

偽斜柔性掩護支架采煤法是我國開采大傾角煤層的一種主要方法，在一些主要礦區如開灤、徐州、淮南及四川、廣東等礦區都有廣泛的應用。它和其他急傾斜煤層采煤方法相比主要具有以下特點：工作面沿煤層傾向偽斜直線布置，沿著走向方向推進，利用柔性掩護支架隔離采空區和采煤工作面，工作人員在柔性掩護支架的支撐保護下進行采煤工作。

2.2 斜坡陷落采煤法

斜坡陷落采煤法的核心實質就是以傾斜巷道為主要、以石門布置為輔的巷道布置形式，以煤體的自然跨落為主的落煤方式。該采煤方法的特點在于并不是一個連續性推進的采煤工作面，而是人工開挖一個足夠高的空間后，利用大傾角煤層的自重進行煤層垮落和滑落來實現煤炭開采，當該空間全部煤炭垮落完畢或者空間被垮落的煤巖充填滿時，該空間的開采就結束了，需要開拓新的空間進行開采。

2.3 俯偽斜走向長壁分段密集采煤法

俯偽斜走向長壁分段密集采煤法的主要特點是：長壁工作面呈俯偽斜方向直線布置，沿走向推進，采用分段水平密集支柱進行切頂和擋矸，隔離采空區與回采空間，工作面要分段打眼放炮落煤，煤炭可以實現自溜運輸。該方法的優勢在于有效控制作業區域的頂板安全，將壓力轉移到采空區及非作業區域，從而提高了回采的安全系數。

2.4 斜臺階采煤法

采用斜臺階采煤法進行開采的工作面煤壁形成的形狀是臺階式的，上臺階超前于下臺階，并且在兩個相鄰臺階之間以30°的偽斜小巷相連，整個采場及其煤壁都呈偽斜的正臺階狀。斜臺階采煤法的整個采煤工作面是由沿著真傾斜的短壁工作面和偽斜小巷依次相間連結而成，因此這種采煤方法既能夠吸取了偽傾斜掩護支架采煤法的優點，同時也消除了倒臺階采煤法工作人員可能掉入采空區的不安全因素。

2.5 長孔爆破采煤法

長孔爆破采煤法也叫深孔爆破采煤法，是指在巷道中打長（深）孔爆破落煤，其實質就是加大小分段平巷或回采斜坡的間距，用以提高此類采煤方法的技術經濟效果。長孔爆破采煤法和普通炮采方法不同。采用長孔爆破采煤法，工作人員不需要進入到回采工作面，主要是在巷道內利用有關機具進行打眼、裝藥和放炮，回采工藝簡單、安全、可靠，勞動強度也低，占用人員較少，工效高，坑木消耗少，噸煤成本較低。

上述方法是國內大傾角采煤時最常用的方法，各地區的煤炭企業根據自身實際情況選擇最適合的開采工藝，還有其他小范圍使用的方法也具有借鑒意義，不再一一贅述。

3 結語

綜上可知，我國在大傾角煤層開采領域已經積累了大量的實踐經驗，但是在實際開采過程中還是受到設備、操作工藝等諸多因素的限制，許多優良的開采方法不能得到有效推廣，因此未來還需要采煤技術人員立足于現場實際，不斷探索更優良的大傾角采煤方法及頂板支護工藝，提高我國大傾角煤層開采的安全系數和開采效率，為我國大傾角煤炭開采做出應有的貢獻。

參考文獻

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