淺談急傾斜煤層的開采方法

王照祥

摘 要：對小型礦井急傾斜煤層開采技術上所存在的問題，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展方向。

關鍵詞：急傾斜煤層；開采方法；發展方向

一、急傾斜煤層開采的特點

1.急傾斜煤層的構造較復雜，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、儲量基本很少、回采十分困難、采煤工作面產量少，所以開采急傾斜煤層的礦井多數是小型礦井。

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下滑，簡化了工作面的裝運工作，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理發育，初次來壓和周期來壓不明顯，容易發生一些無預兆的大面積突然冒頂垮落，造成頂板事故，給生產上帶來安全隱患，生產中的不安全因素較多，安全系數低。

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垮落，支架穩定性差，易發生扭曲與傾倒，工作面支護工作十分困難，而且必須要設三防措施。

二、在急傾斜煤層開采技術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，這些問題主要表現在以下幾個方面：

1.煤炭損失率高。主要存在于那些采落的煤炭與采空區冒落矸石無隔離設施的采煤方法，如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、倉儲式等。這些采煤方法的煤炭損失率有的高達40%-50%，與此同時，生產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為仰偽斜，與正傾斜的夾角達到10°～20°之間，這樣冒落的巖石溜向軟幫采空區，避免頂底板所脫落巖石沖擊工作面支護，增加安全系數。而在在切頂線內要設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.巷道掘進率高。這些問題主要表現在斜坡式、小分段爆破和沿傾斜推進的掩護支架等采煤方法中。這些采煤法，有相當大的一部分巷道是在支承壓力帶內掘進和維護的，維護這些巷道的工作量很大。掘進率高，增加了巷道掘進維護的費用，影響工作面的接替，給通風管理工作造成困難。尤其在有沖擊地壓危險的煤層中，巷道對煤體切割過多，增加了沖擊地壓的危險。

3.工人勞動強度增大。所有急傾斜煤層采煤方法共同的缺點，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、空間比正常回采面小，工人在工作面落煤時、支護時、運料時、行走時，均十分困難，無形中勞動強度增大很多。

4.通風條件很差。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、倉儲式和長孔爆破采煤法尤為嚴重。這些采煤方法中，通風系統非常復雜，有的采煤工作面為獨頭通風，工作面的風流中，煤塵和瓦斯的含量較高，對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低、工效低，而且成本高，由于地質條件影響，煤質差，因此，開采急傾斜煤層的礦井普遍規模小、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.必須合理劃分采區的大小尺寸，加大采區的煤炭儲量。劃分采區時，根據生產設備及回采工藝的要求，避免人為地劃分采區邊界，適當加大采區的走向長度，和傾向長度。

2.優化回采工藝，提高生產效率。

目前我國急傾斜煤層開采工藝相對比較落后，絕大多數礦井采用炮采工藝和風鎬落煤工藝，工人勞動強度大，安全狀況差。優化回采工藝最主要的就是提高回采機械化程度。要提高礦井回采的機械化程度，可以從局部機械化和全局機械化兩個方面來考慮。局部機械化指的是從支護方式、落煤方式以及運輸方式幾個方面單獨考慮改進方法，以提高礦區這幾個方面的機械化程度。全局機械化是采用綜合機械化采煤方式，從破煤、裝煤、運煤以及支護四個方面來實現機械化。

在一定的條件下，對開采技術條件進行評價，尋求最適宜的采煤方法，并且通過對工作面回采工藝、設備及系統配置的分析，采取改造系統的薄弱環節、完善工藝系統和開采技術等措施來有效地提高工作面單產。如加大采區走向長度，改進回采工藝，合理確定采煤工作面的支護方式等。在通常情況下，急傾斜煤層采區的走向長度比較小，可采儲量少，只能滿足幾個月的正常生產，造成采面搬遷頻繁，而且需要留設大量的保護煤柱，影響資源回收率。這不僅影響礦井的正常生產，增加無效工時，同時也造成了資源浪費，降低了工作面設備的使用效率，影響機械化程度的提高。在生產過程中，根據礦井地質條件的變化，加大采區走向長度，不僅可以增加采區儲量和服務年限，減少工作面搬遷次數，而且還能減少區間煤柱的損失，減少準備巷道的掘進工程量，進而增大采區生產有效工時比率。加大采區的走向長度，還可以增加采區同時開采的工作面個數，能提高采區的生產能力，有利于采區和礦井的集中生產。

3.改進巷道布置，優化生產系統。

選擇巷道布置方式時，首先要滿足安全生產的要求，保證每個采區、回采工作面均至少有2個安全出口，實現工作面全負壓通風。其次，巷道布置方式要與采煤方法一致，同回采工藝結合，充分考慮水平巷道、傾斜巷道各自的優缺點，盡量不采用垂直巷道，提出系統簡單、布置合理的準備、回采巷道。

四、結論

我國開采急傾斜煤層的歷史悠久，由于經濟欠發達，受科學技術、國家產業政策和生產力發展水平等的限制，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。本文總結與提升急傾斜煤層的采煤方法與采場礦山壓力顯現的規律；并針對目前開采存在的主要技術難題，提出急傾斜煤層開采的發展方向與對策，指導急傾斜煤層的安全生產實踐，提高企業經濟效益，促進急傾斜煤層采煤方法的發展。endprint