新形勢下綜采工作面大傾角采煤探討

戴仁強

摘 要 大傾角煤層的開采在我國部分礦區(qū)是相當常見的，并且擁有十分廣泛的發(fā)展前景。通過分析和評價我國大傾角煤層采煤方法的發(fā)展過程和大傾角煤層綜合機械化開采的現(xiàn)狀我們可以得到下面的結(jié)論，大傾角綜采工作面實現(xiàn)“安全、高產(chǎn)、高效”的核心技術(shù)是：①全面掌握大傾角煤層采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律；②加大革新采煤方法的力度；③提高綜采工作面設備的穩(wěn)定性，探討可以有效解決大傾角厚和中厚煤層綜合機械化開采核心技術(shù)難題的理論，即從研究礦山壓力規(guī)律的層面開始著手，發(fā)展革新采煤方法和完善工作面“三機”配套的綜合解決措施，為優(yōu)化開采大傾角煤層的技術(shù)提供理論基礎。

關(guān)鍵詞 大傾角煤層 安全高產(chǎn)高效 采煤方法 綜合機械化

中圖分類號：TD823. 97 文獻標識碼：A

煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中占70%左右，是我國的主體能源。煤炭工業(yè)是關(guān)乎國家經(jīng)濟命脈和能源安全的重要基礎產(chǎn)業(yè)。我國煤炭工業(yè)在最近幾年里取得了長足進步，但也碰到下列幾個方面的問題：①煤炭資源毀壞、浪費現(xiàn)象嚴重；②整體生產(chǎn)力水平與發(fā)達國家相比較為落后，機械化水平不高；③煤礦安全生產(chǎn)問題依然沒能得到徹底解決。大傾角煤層是指傾角在35度到45度之間的煤層，在我國煤炭儲量所占比例為15%～20%，年生產(chǎn)量約占全國煤炭總產(chǎn)量的10%。大傾角煤層主要分布在我國西部礦區(qū)。大傾角煤層開采在我國有著良好的發(fā)展前景。多年以來，我國煤炭行業(yè)挑三揀四，資源利用利率低下的問題始終找不到有效的解決方案，除了強調(diào)地質(zhì)因素和經(jīng)濟因素外，技術(shù)裝備水平低下也是無法忽略的原因之一。

1大傾角煤層開發(fā)概況

大傾角煤層在形成過程初期階段受地殼不均衡沉降、沖積作用和后期褶皺、斷裂等因素的影響形成了復雜的地質(zhì)條件，導致其開采難度大、安全性差、效率低下，生產(chǎn)技術(shù)水平和巖層控制理論研究都明顯遜于緩傾斜煤層

1.1我國大傾角煤層采煤方法的發(fā)展

我國對大傾角煤層的開采利用經(jīng)過了長期的摸索和創(chuàng)新，從最初的炮采工藝到如今的大傾角煤層機械化開采，取得了不小的成就。

在上世紀80年代末，我國部分礦區(qū)發(fā)展了水平分段綜合機械化放頂煤采煤法；北京地區(qū)某煤礦成功試驗滑移頂梁支架鋪頂網(wǎng)水平分段放頂煤采煤法；在2003年靖遠王家山煤礦發(fā)展了水平、圓弧過渡工作面綜采長壁放頂采煤法。

上述采煤法在某些層面上緩解了大傾角煤層開采的技術(shù)壓力，但同時也相應存在著一些問題。通過總結(jié)，我們可以得到如下的結(jié)論：①我國在大傾角開采工藝發(fā)展上取得了一些成績，但機械化程度低，產(chǎn)量不高，勞動強度大；②大傾角厚或特厚煤層放頂技術(shù)煤技術(shù)較為成熟，可以實現(xiàn)機械化開采，但在厚和中厚領域沒有實質(zhì)性進展。

1.2我國大傾角厚和中厚煤層綜采發(fā)展情況

我國對大傾角厚和中厚煤層綜合機械化研究領域中取得了一定的成績，但受限于當下綜采水平技術(shù)，其綜采工作面長度和推進長度低于緩傾斜煤層。據(jù)數(shù)據(jù)表明，綜采設備與大傾角厚和中厚煤層適應程度低，特殊情況下甚至發(fā)生工作面支護系統(tǒng)失常產(chǎn)生重大安全生產(chǎn)事故。大傾角厚和中厚綜采技術(shù)仍處于摸索階段。

2大傾角煤層綜采核心技術(shù)難關(guān)

根據(jù)大傾角厚和中厚煤層機械化發(fā)展水平現(xiàn)狀，若要發(fā)展大傾角煤層厚和中厚煤層綜采技術(shù)水平，首先要從礦山壓力理論研究出發(fā)，尋找采煤技術(shù)的突破口，技術(shù)難關(guān)主要在于設備的穩(wěn)定性控制。

（1）采場圍巖控住缺乏理論基礎；

（2）采煤方法需要進一步革新；

（3）綜采設備穩(wěn)定性差，主要表現(xiàn)在：①采煤機上爬吃力，滾筒裝煤效果差；②刮板運輸設備下滑嚴重，甚至帶動液壓支架下滑。設備連接處搭接困難，輸送設備與連接件工況差；③液壓支架穩(wěn)定性和可靠性差，倒、滑、擠、咬架問題嚴重，復位能力弱，可能引發(fā)工作面推進困難，極其影響安全生產(chǎn)。

3解決大傾角綜采技術(shù)難關(guān)的有效方法

根據(jù)我國大傾角厚和中厚煤層機械化發(fā)展現(xiàn)狀，只有從礦山壓力理論出發(fā)，在緩斜的礦壓的理論基礎上，結(jié)合理論力學，材料力學的最新進展，通過計算機程序分析計算，模擬實驗與現(xiàn)場測量相結(jié)合，充分掌握礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律和巖層控制理論，為綜采設備穩(wěn)定性控制理論提供理論和技術(shù)支撐。

大傾角煤層工作面綜采設備穩(wěn)定控制理論必須打破傳統(tǒng)思維，大膽假設，小心求證。

4結(jié)語

（1）大傾角綜采工作面實現(xiàn)“安全、高產(chǎn)、高效”的技術(shù)難題是大傾角煤層采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，采煤方法和工作面穩(wěn)定性控制。探討和研究大傾角煤層開采過程中的技術(shù)難關(guān)，對于促進復雜煤層開發(fā)理論的發(fā)展和國民經(jīng)濟建設都具有重大意義。

（2）實現(xiàn)大傾角厚和中厚煤層開采前提條件是實現(xiàn)綜合機械化。實現(xiàn)綜合機械化，可以幫助提高煤炭回收利用水平，防止煤炭資源浪費現(xiàn)象的滋生，有益于環(huán)境保護，響應國家號召。

（3）隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，圍巖控制理論、采煤技術(shù)的不斷的完善和進步，綜采設備和管理水平的逐步提高，大傾角綜合采煤機械化開采一定會給國家、社會和人民帶來巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。

參考文獻

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