地質因素對采煤生產的影響和傾斜長壁采煤法采煤技術

于廣福

(七臺河市吉祥煤炭有限責任公司，黑龍江 七臺河 154600)

?

地質因素對采煤生產的影響和傾斜長壁采煤法采煤技術

于廣福

(七臺河市吉祥煤炭有限責任公司，黑龍江 七臺河 154600)

傾斜長壁采煤法是工作面沿走向布置，沿傾斜方向推進。生產系統簡單、工作面搬遷次數少、掘進率低，其應用范圍越來越廣，是我國煤礦重點推廣的開采技術方法。主要闡述了煤礦生產的地質因素對采煤生產的影響，傾斜長壁采煤法采煤系統的類型、采煤系統分析、適用條件及評價等問題。

地質因素；采煤生產；傾斜長壁采煤法；技術

1 煤礦生產的地質因素對采煤生產的影響

由于受地質變動影響程度的不同，即使同一煤層，在不同地點的走向、傾向和傾角也不完全相同，有的變化很大。一般來說，煤層傾角越大，開采越困難。所以必須對所開采煤層的產狀有詳細的認識，這樣才能保證開采工作的順利進行。

礦井地質構造在影響煤礦生產的諸多地質因素中占主導地位，褶曲和斷層的出現會給采掘工作，特別是機械化開采增加困難。影響煤礦生產的其他地質因素主要有:A.巖漿侵入煤層。巖漿侵入煤層，使煤質變差，降低了煤的工業價值，同時破壞了煤層的連續性，給礦井巷道掘進、采面的工作帶來困難，影響采面的合理布置，而且減少了煤炭儲量，縮短了礦井的服務年限。B.礦井瓦斯。在煤礦生產過程中，煤層及其圍巖釋放出來的一種多成分混合氣體稱為礦井瓦斯。瓦斯中甲烷占絕大多數，其次為氮氣和二氧化碳，其他成分含量很少。甲烷雖無毒，但空氣中含量較大時，會使人頭痛嘔吐，喪失行動能力，嚴重時會造成缺氧窒息死亡，而且遇高溫能引起爆炸。二氧化碳比空氣重，停積在巷道下部，雖不助燃，但大量時可使人窒息死亡。C.地溫與地壓。隨著煤炭開采深度的不斷增加及其他地質因素的影響，我國不少礦井的地溫和地壓越來越大，影響到了煤礦的正常生產。地溫所引起的熱害不利于井下機電設備的散熱，而且造成井下工人工作環境惡化。地壓會對巷道的穩定性造成不同程度的影響，特別是沖擊地壓對井下生產的破壞力巨大。

2 傾斜長壁采煤法采煤系統的類型

2.1 單一傾斜長壁采煤法采煤系統

單一傾斜長壁采煤法巷道布置比較簡單。可分為仰斜開采和俯斜開采。工作面自下而上推進采煤的為仰斜開采，工作面自上向下推進的為俯斜開采。采煤工作面的長度一般為120 m～150 m，甚至可達200 m，工作面推進距離等于礦井沿上山或下山的階段斜長，可達到1 000 m以上。在運輸斜巷中可鋪設膠帶輸送機，在工作面附近鋪設一臺刮板輸送機或轉載機。運料斜巷鋪設軌道，用多臺小絞車串聯運輸。傾斜長壁采煤法可以采用留煤柱護巷或無煤柱護巷的方法。若采用留煤柱護巷，則在相鄰工作面之間留8 m～12 m寬的煤柱，再掘相鄰工作面的回風巷。采用無煤柱護巷時，可沿空掘回風斜巷或沿空留巷。

2.2 多煤層聯合布置采煤系統

當采用傾斜長壁采煤法開采層間距不大的煤層群時，可采用多層煤聯合布置的方式。其中每層煤的布置與單一煤層基本相同，只是需要在水平運輸大巷裝車站附近開掘煤倉和材料斜巷，對各層煤進行聯絡。

2.3 厚煤層傾斜長壁采煤法采煤系統

在開采厚煤層條件許可時，應優先采用放頂煤采煤法，如果采用傾斜分層下行垮落、上下分層同采，則需設置集中巷，此種方法由于巖石工程量大且系統復雜，已趨淘汰。

3 采煤系統分析

3.1 仰斜開采與俯斜開采

對于傾角較小或近水平煤層，在煤層頂板和地質條件較好且進回風大巷并列布置時，可采用俯斜開采和仰斜開采相結合的方式。采煤工作面采用后退式回采向大巷方向推進。前進式開采的特點是工作面準備期短，出煤早。而因為分帶巷道沿采空區維護，維護費用高且通風系統漏風多，采煤與掘進同時進行，相互干擾大，也難以掌握前方煤層的變化情況。因此，目前我國多采用后退式開采。當總回風巷設在上部邊界時，可采用往復式回采。往復式開采在實際應用中，分帶巷道可根據開采條件選擇留煤柱護巷和無煤柱護巷進行布置，如圖1所示。

圖1 總回風巷位于上部邊界時的往復式開采(a)分帶間留煤柱；(b)分帶間無煤柱1-運輸大巷；2-回風大巷；3-分帶運輸巷；4-分帶回風巷Fig.1 Reciprocating mining when the total return airway is located at the upper boundary(a)Coal pillars in zoning; (b)No pillars in zoning1-Transport alley; 2-Return air lane; 3-Band transport lane; 4-Band return air lane

3.2 分帶斜巷布置方式

在厚煤層分層分采時，可根據煤層賦存條件，選擇是否布置分帶運輸集中斜巷和回風集中斜巷。在厚煤層分層同采時，分帶集中斜巷與各分層的聯系方法是:每隔一定的距離用進風行人斜巷和溜煤眼，把分帶運輸集中斜巷與分層運輸斜巷進行聯絡。每隔一定的距離用運料斜巷把回風集中斜巷與各分層回風斜巷進行聯絡。

由于傾斜長壁采煤法適用于煤層傾角較小的條件，分帶集中斜巷與分層斜巷之間運料、行人以及進風等多用斜巷進行聯絡，運煤可用溜煤眼進行聯絡。當分帶間無煤柱時，相鄰兩分帶可以共用聯絡斜巷及立眼。對于近距離煤層群的聯合布置，各煤層的分帶斜巷與運輸大巷之間，是在大巷裝車站附近掘出一組煤倉(立眼)和材料斜巷進行聯系。

4 適用條件及評價

4.1 傾斜長壁采煤法的評價

采用傾斜長壁采煤法進行開采，在實際生產中取得了良好的技術經濟效果。它與走向長壁采煤法相比具有以下優點:A.巷道布置簡單，巷道掘進和維護費用低，準備時間短，投產快。B.運輸系統簡單，占用設備少，運輸費用低。采煤工作面生產出的煤炭，經分帶運輸斜巷直接到達運輸大巷，運輸環節少，系統簡單。C.可使綜采工作面保持等長。傾斜長壁工作面是沿走向布置的，而工作面的回采巷道是沿煤層傾斜掘進的。當采用普通機械化采煤時，利于布置對拉工作面，可減少巷道掘進量。D.對某些地質條件的適應性較強，技術經濟效果較為顯著。傾斜長壁采煤法巷道布置特點也存在一些問題，這些問題在采取相應措施后可逐步得到解決。

4.2 傾斜長壁采煤法的應用

主要受煤層傾角的限制，其次也要考慮地質構造等因素。由于傾斜長壁采煤法具有諸多方面的優點，因此隨著生產技術水平的發展，其應用范圍有逐步擴大的趨勢。

[1] 徐永圻.煤礦開采學[M].徐州:中國礦業大學出版社，2009.

[2] 周英.采煤概論[M].北京:煤炭工業出版社，2013.

[3] 孟憲臣.煤礦開采與掘進[M].北京:煤炭工業出版社，2008.

[4] 趙利安.采煤概論[M].徐州:中國礦業大學出版社，2011.

Influence of geological factors on coal mining production and coal mining technology with inclined longwall mining method

YU Guang-fu

(Qitaihe Jixiang Co., Ltd., Qitaihe 154600, China)

The inclined longwall mining method is the working surface along the direction of the arrangement and to boost along the tilt direction. The production system is simple, the number of face removal is small, the tunneling rate is low, and its application range is more and more extensive, which is the key mining technology of coal mine in China. This paper mainly discusses the influence of geological factors on coal production, the type of coal mining system, the analysis of coal mining system, the applicable conditions and evaluation of inclined longwall mining method.

Geological factors; Coal production; Inclined longwall mining method; Technology

2017-03-05

于廣福(1973-)，男，助理工程師。

TD823.4

B

1674-8646(2017)10-0104-02