煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采方法及安全管理探析

王安順 李春華

摘要：煤礦開采作為資源獲取的關鍵手段，發展迅速，但是在實際開采環節，煤礦的地質條件較為復雜，經常遭遇大傾角地形對開采產生影響。在此背景下，相關人員應加強對大傾角開采的重視，并且結合綜采將仰斜回采技術引入開采中，在保證開采質量與效率的基礎上保證開采的安全性。在煤礦開采環節，開采者在遇到大傾角狀況時，需要采用仰斜回采方法，保障開采質量。

關鍵詞：煤礦開采；大傾角；仰斜回采；安全管理

DOI：10.12433/zgkjtz.20240640

煤礦開采作為一項復雜的作業，受地質狀況以及開采技術等多方面因素的影響。大傾角作為開采環節常見的難點之一，一直是制約開采質量的關鍵。煤礦開采的大傾角綜采工作面一般通過仰斜回采的方式作業，以實現對開采質量的保證。然而，在實際開采中大傾角存在很大的難度，再加上技術性較強，人員在開采環節還存在一些難點，制約開采作業的進行，甚至造成安全隱患。因此，還需要專業人員針對仰斜回采進行安全管理，及時規避可能存在的安全隱患。本文從煤礦大傾角綜采工作面入手，淺談仰斜回采技術的落實以及安全管理策略，旨在保證開采作業順利開展。

一、煤礦大傾角綜采概述

（一）煤礦大傾角綜采的概念

煤礦大傾角綜采是一種在傾斜地層中綜合開采的方法。在煤礦開采過程中，傾角（即礦層與水平面的夾角）較大常常存在較大的技術難題。綜合采煤技術是指通過綜合運用采煤、支護和通風等工藝技術，進行煤層的連續開采。煤礦大傾角綜采是一種適用于傾斜地層開采的先進技術，能夠提高煤炭回收率，減少環境污染，并且具有較高的安全性能。

（二）煤礦大傾角綜采的特點

大傾角綜采主要有以下方面的特點：首先，傾斜地層開采。煤礦大傾角綜采是在傾斜角度較大的煤礦地層中進行的開采方式，相比于平緩的煤層，傾斜地層具有更高的技術挑戰性，需要采用特殊的設備和工藝來應對。

其次，連續開采。大傾角綜采采用連續開采的方法，即在不斷前進的工作面上連續進行煤炭開采。這種方式可以提高開采效率，減少停工時間。

再次，綜合利用煤層資源。大傾角綜采能夠有效利用煤層中的煤炭資源，提高回收率。通過綜合運用采煤、支護、通風等工藝技術，最大限度地回收煤炭，并減少損失。

最后，環境友好。相對于傳統的采煤方式，大傾角綜采可以減少對地表的破壞和對環境的污染。由于開采工作主要在井下進行，減少了地上的露天開挖和礦山垃圾的產生，對土地資源和生態環境的影響較小。它是一種適應傾斜地層開采需求的先進技術，能夠提高開采效率、回收率，并減少對環境的影響。

（三）開采難點

在開采環節，傾斜角度較大（見圖1），其開采也存在一些難點。

一是技術難題。煤礦大傾角綜采面臨更高的技術挑戰，傾斜的地層和復雜的地質條件使得煤層開采更加困難，需要采用適用于傾斜地層開采的特殊設備和工藝來實現高效、安全、穩定的開采。

二是安全難題。由于被采煤巖層多為弱結構巖層，傾斜的地層和工作面長期暴露在高風險環境中，煤礦大傾角綜采面臨著更高的安全風險。在這種情況下，需嚴格把控采掘和支護過程，以確保采掘工作的安全性。

三是人才難題。煤礦大傾角綜采需要高水平的技術人才，需要具備較高的崗位素質和技能。盡管煤炭行業在持續發展，但優秀的煤炭專業人才逐漸流失，如何培養和引進具備相關技能的人才成為煤礦大傾角綜采亟待解決的難題。利用先進的技術手段，加強人才隊伍建設，改變傳統的采煤方式，確保煤礦大傾角綜采的安全性、高效性和可持續發展。

二、仰斜回采

（一）仰斜回采的概念

仰斜回采是一種煤礦開采方法，適用于傾斜地層中的煤炭開采。它是指在傾斜煤層（大于10°）上方進行煤炭開采，通過下放支撐來支持采煤工作面，使之能夠安全高效地進行開采。仰斜回采的開采方式為自上而下，即從上向下回采煤炭。通過運用綜合采煤機等設備，利用自重和支架的支撐作用，將巖石和煤炭從上往下運輸出去。

總的來說，仰斜回采是一種適用于傾斜地層的煤炭開采方法，具有安全高效、穩定、可靠的特點。它能夠有效提高煤炭回收率和開采效率，同時降低采煤工作面的安全風險。然而，仰斜回采需要使用特殊設備和技術，對操作人員的要求較高，因此，需要合理規劃和管理以確保開采順利進行。

（二）仰斜回采的優勢

煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采方法相較于其他開采方式，具有以下優勢：一是提高煤炭回收率。仰斜回采能夠實現自上而下的連續開采，有效提高煤炭回收率。煤炭從上向下回采，可避免傳統方法中由于坡度限制而無法完全回采的問題。二是提高開采效率。仰斜回采方法能夠減少運輸距離和提高開采效率。煤炭自上而下回采可以縮短煤炭的儲存和運輸距離，降低物流成本和能源消耗，提高開采效率。三是減少安全風險。仰斜回采將采煤工作面置于地表以下，減少了露天開采帶來的安全風險，如崩塌、滑坡等，而且使用支架支撐增強了開采工作面的穩定性和安全性。總之，在實際應用中，根據具體地質條件和礦井情況進行合理規劃和管理，能夠確保開采工作順利進行。

三、煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采方法

（一）工作面的布置

在煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采中，工作面的布置十分重要，直接影響整個作業的質量，相關人員應從以下四個方面入手來實現對其的控制：

首先是頂板和底板條件的控制。工作面的布置應根據頂板和底板的條件進行選擇。頂板要求足夠穩定，能夠提供良好的支撐條件。底板要求足夠堅實，能夠承受采掘和運輸過程的荷載。

其次是確定工作面的長度和寬度。應根據生產需求和礦層條件，確定工作面的適當長度和寬度。長度要滿足煤炭產量和回采周期的要求，寬度要足夠以容納設備和人員的操作空間。

再次是安置支護措施。應根據工作面的傾角和礦層條件，選擇適合的支護方法和設備。常見的支護方式包括鋼支架、錨桿支護、液壓支架等。支護設備的布置應能保證其穩定性和安全性。

最后是進行空間分區。將工作面劃分為不同的區域，如回采區、支護區、運輸區等，合理劃定各個區域的功能和用途，同時確保工作面的工作流程合理有序，避免不必要的混亂或交叉作業。具體的布置還要結合具體的礦層條件和安全要求進行規劃和設計。此外，在布置工作面時，應遵守法律法規和安全規范，確保礦山生產的安全和高效。

（二）支架的下放

在仰斜回采中，支架下放也是作業的關鍵組成部分，相關人員應加強對其的重視程度。

首先是做好前期準備。在礦井井下的支架工作面上方設置好頂鉆、支護管理通道等設施，并準備好下放所需的支架材料。

其次是撤離煤炭。應先將工作面上已回采的煤炭撤離，騰出足夠的空間用于下放支架。可以使用采煤機和運輸設備將煤炭運出工作面，或者通過無人運輸系統實現自動化撤離。

再次是確定下放位置。確定支架下放的位置，根據工作面設計和支護要求，在底板上進行標記和測量，確保支架能夠準確下放到預定位置。此外是下放支架，應使用起重設備或專用支架下放設備，將支架從工作面上方逐個下放到指定位置。下放過程中需要嚴格控制支架的水平度和垂直度，確保其穩定性。

最后是支護和固結。在支架下放后，根據支護方案，對工作面進行支護和固結。可以采用液壓支架、錨桿支護、液壓頂板支護等方式，根據礦層地質條件和傾斜角度選擇合適的支護設備和技術。每個礦山的情況可能有所不同，下放技術需要根據實際情況和煤層傾角進行相應的調整和優化。

（三）采掘方式的選擇

不同地質狀況需要選擇不同的采掘方式，所以，在仰斜回采之時，還需要選擇合適的方法。

一是綜合采用機械化回采。綜合采用機械化回采方式，如“絞車+連續輸送機”回采或者“絞車+絞刀頭采煤機”回采。這種方式適用于煤層較薄、頂板較穩定的情況，能夠實現較高的回采效率和生產能力。

二是人工回采。對于傾斜角度較大、煤層較厚、頂板不穩定的情況，采用人工回采方式可能更為安全有效。人工回采作業時需要使用人工工具，如鎬、鐵鍬等，確保對煤炭的安全回采和支護。

三是液壓支架回采。對于傾斜角度較大且煤層良好的情況，可以采用液壓支架下放回采方式。液壓支架能夠根據傾斜角度進行自適應調整，支架穩定性好，能夠滿足工作面的支護需求。

四是順槽回采。在仰斜回采中，采用順槽回采方式能夠有效降低人員和設備在傾斜工作面上的風險。通過沿煤層傾角方向設置多個工作面逐層回采，可保證回采過程的安全和效率。煤礦企業根據具體情況進行技術研究和實踐，結合工程經驗和專業知識，制定合理的采掘方案和工藝流程，確保煤礦生產的安全和高效。

四、煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采方法應用的安全管理

（一）人員培訓

煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采的安全管理人員培訓非常重要，人員作為開采的主體，直接影響整個作業質量，開采單位加強對人員培訓的重視。將安全政策和法規、工作面安全規程、設備操作和維護、瓦斯防治和防爆安全、應急救援和事故處理以及安全意識和培訓考核等作為培訓內容。通過現場培訓、模擬演練、案例分析等手段保證培訓作業的落實，還需要結合實際操作進行培訓，并定期進行安全知識與技能的復習和考核。同時，建立健全的安全管理體系，定期開展安全檢查和隱患排查，及時糾正存在的問題，確保煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采安全運行。

（二）安全設備的購置

煤礦開采環節需要運用大量的設備，仰斜回采作為專業開采技術之一，也需要使用多種專業設備，所以對設備的管理是安全管控的重要一環。在作業環節，準備通風設備、瓦斯檢測儀器、防塵設備、滅火器材、照明設備、安全報警系統、救生器材以及安全防護設施等，保證作業順利開展。在購置安全設備時，煤礦根據具體礦井條件、工作面要求、相關法規和標準進行評估和選擇。同時，要關注設備的質量、性能和可靠性，確保設備能夠滿足煤礦的安全管理需求。定期檢查和維護安全設備，確保其正常運行。另外，應確保培訓工作人員熟悉設備操作和維護方法，同時提高他們對安全設備的維護管理能力。

（三）監測預警

在煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采的安全管理中，監測和預警是非常關鍵的環節。

首先，工作人員在工作面設置監測儀器，定期監測瓦斯、溫度、濕度等參數。當監測數據超出安全范圍時，應立即采取措施，如調整通風系統、停工等。

其次，在工作面設置煤塵監測儀器，監測煤塵濃度，并采取措施防止其積聚。在工作面設置瓦斯流量計，監測瓦斯涌出量，及時采取措施減少瓦斯的積聚和爆炸風險；在工作面設置微震監測儀器，及時預警并采取相應措施。

最后，需要通過各種監測儀器的數據傳輸，建立監測與預警聯動系統。當某個監測參數超出安全范圍時，系統將自動報警，并觸發預警措施。通過科學合理的監測和預警措施，可以及早發現和處理潛在的危險因素，保障工作面生產安全。

（四）定期檢查與評估

煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采安全管理的定期檢查與評估對于及時發現問題、改進管理措施至關重要。工作人員需要設計定期巡視、定期檢測、定期復核計劃與預案、定期培訓和考核、定期安全會議以及定期評估和改進等模式，定期對仰斜回采技術進行整體檢查。定期檢查與評估有助于煤礦大傾角綜采工作面仰斜回采安全管理，及時發現潛在的風險和問題，并采取措施進行修正和改進。通過不斷完善管理體系和工作流程，可有效提升工作面的安全水平。

五、結語

煤礦開采環節，大傾角工作面的綜采一般通過仰斜回采技術開展，但是大傾角作業難度較大，再加上仰斜回采技術性較強，作業環節容易出現一些問題，制約開采作業的進行。在此背景下，相關人員結合實際對仰斜回采的技術進行分析，掌握技術的實施策略，并且通過監測預警、定期檢查、人員培訓以及設備購置等手段，對仰斜回采技術進行安全管理，進一步保證技術的有效應用。

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