煤矿倾斜长壁综采工艺技术探析

冯涛

(山西兰花科技创业股份有限公司,山西晋城 048000)

煤矿倾斜长壁综采工艺技术探析

冯涛

(山西兰花科技创业股份有限公司,山西晋城 048000)

倾斜长壁采煤法是指长壁工作面沿走向布置、沿倾斜推进的采煤方法。在近似于水平的煤层中，根据煤层的构造，通常有仰倾斜和俯倾斜两种采煤法。本文论述了煤矿倾斜长壁综采工艺技术，主要包括仰倾斜采煤工艺技术以及俯倾料采煤工艺技术这两种。

煤矿 倾斜长壁 工艺技术 仰倾料 俯倾料

1 倾斜长壁采煤法

倾斜长壁采煤法是回采工作面沿煤层走向布置，沿倾斜(仰斜或俯斜)方向推进采煤。回采工作面沿煤层走向布置，沿倾斜(仰斜或俯斜)推进采煤。与走向长壁采煤法相比，采煤工作面布置及回采方向不同小，取消了采(盘)区上(下)山巷道。多数矿井根据地质条件在某一个区域采用倾斜长壁采煤法，在另一个区域采用走向长壁采煤法，也有矿井在同一区域内采用倾斜长壁和走向长壁相结合的布置方式。倾斜长壁采煤法可分为单一倾斜长壁采煤法及倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法；按推进方向不同又可分为仰斜长壁和俯斜长壁两种。本文重点研究仰斜开采和俯斜开采。仰斜开采时采面沿倾斜从下向上推进采煤。一般适用于顶板稳定，煤质较硬，顶板淋水大，煤易自燃，需要采空区注浆时临界角一般小于8度。俯斜开采是采面沿倾斜从上而下推进采煤。一般适用条件为：煤层厚，倾斜角度大，煤层松软容易片帮，甲烷的含量较高。当煤层倾角较小或者接近水平煤层，煤层条件又无特殊要求时，可采用仰斜与俯斜相结合的形式。大巷以上俯斜开采，大巷以下仰斜开采。倾斜长壁采煤法的优点是巷道布置相对简单，巷道掘进及维护费低，投产快。巷道掘进工程量少百分之十五，相应工期较短。运输系统简单，占用设备少，运输费用低。运输设备及辅助人员可以减少百分之三十到四十。回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采煤可等长布置，利于生产管理。通风系统简单，风路短，风流方向转折变化少，同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物减少约1/3。技术经济效益显著采面单产增加，巷道掘进率(m/万t)降低，采出率增加，工效大大提高。

2 俯倾料采煤工艺技术

俯倾斜工作面，顺着顶板岩层分力往煤壁侧指向，在压力影响下，顶板岩层固有的裂隙会闭合，这有益于确保顶板的可靠性与不间断性。矸石冒落发生在俯斜长壁工作面采空区顶板，矸石就往工作空间涌向。此时，不仅仅要使支架对顶板进行支撑，还应当避免涌入破碎矸石，要求应用掩护式支架或支撑掩护式支架。因为碎石的重力影响到掩护架，这加大了掩护架的荷载。需要选用具备优良承载性能与掩护性能的掩护梁。在煤层倾角比较大、0．3米以上降架高度、2米以上采高的时候，往往会出现液压支架往煤壁侧倾倒的情况。因此，在要求移架的时候，应当对降架高度进行严格的控制，将支架平衡千斤顶收缩，以及将顶梁尾部拱起，确保它的带压擦顶移架，只有如此，才可以避免支架前倾的情况。

俯斜开采的时候，煤壁难以片帮，瓦斯也很少聚集在工作面，然而，采空区的水会持续低往工作面流去，这不利于采空区的注浆。在不断增大的煤层倾角的影响下，会不断地出现输送机与采煤机事故，进而降低装煤率。因为随着不断增大的俯采工作面倾斜角，采煤机重心往滚筒偏，这样使得倾斜开采机组不够稳定，会发生机组掉道或者是牵引线被拉断的情况，从而严重地磨损采煤机两边的向导设备。

工作面倾角在22度以上的时候，采煤机下滑，滚筒也往煤壁钻入，这样难以在输送机中装入截割下的煤，为了对这个问题进行解决，有些生产矿井需要将输送机紧靠煤壁边吊起来，确保溜槽13度—15度的倾斜，在割底煤的时候，采煤机卧在工作面底，使底板一直处于台阶状态，从而确保采煤机的顺利运行。

3 仰倾斜采煤工艺技术

在煤层倾角的制约下，仰斜工作面的顶板出现延岩层层面且指向采空区位置的分力，在这个分力的影响下，因为受到拉力的作用，顶板岩层的断裂缝隙出现，这使得破碎更加严重，支架与顶板也会不断地移动到采空区。鉴于此，煤层倾角愈大，仰斜工作面顶板的不稳定性愈明显。受到倾角的制约，仰斜工作面采空区冒落的矸石大都往采空区涌向。这个时候，能够借助支撑掩护式或支撑式支架对顶板进行支撑。在大于12度倾角的时候，为了避免支架往采空区的一边倾倒，炮采与普采工作面需要往煤壁倾斜大概6度，且设计复位千斤顶或加上复位装置，确保煤壁和支柱的位置关系正确。

在比较大的煤层倾角的时候，仰斜工作面不可以太长，不然煤壁片帮会出现，进而导致太多机道碎煤的出现，最终较难启动输送机。在逐步地增加煤层厚度的时候，要求事先实施防片帮的策略，主要是打液压支架片和锚杆防片帮装置。实施仰斜采煤的策略，较难移动支架，在倾角比较大的时候，能够实施全工作面多次前移与小移动的策略，并且首先使用配套大拉力对千斤顶液压支架进行推移。

在开采仰斜的时候，水能会往采空区自动地流动，这对于往采空区注浆非常有利。在缺少积水的工作面，劳动条件比较好，开采装置就较为干燥，煤产量就比较高。煤倾角在10度以下的时候，仰斜长壁工作面输送机和采煤机的性能可靠，由于不断加大的倾角，采煤机受到自重的制约，截煤的时候由于跟煤壁相偏离而使得截煤深度减少。输送机也会由于采下的煤滚往溜槽下边滚，这会导致断链的情况出现。为了防止这种情况的发生，能够实施相应的策略，像是推移千斤顶需要具备油液闭锁设备、强化采煤机的定位导向设备、中心链式输送机的应用，以及减少截深等。煤层倾角在17度以上的时候，采煤机会转动到采空区的一边，要么发生翻倒的情况，需要暂停采煤，防止危险的发生。

4 结语

总之，采用倾斜长壁采煤法比采用走向长壁采煤法具有巷道布置，运输系统简单，可以减少由于工作面长度的变化给生产带来的不利影响，对某些地质条件的适应性较强等诸多优点。存在的问题主要是长距离的倾斜巷道使掘进及辅助运输、行人比较困难等。由于煤层条件的不同，倾斜长壁采煤与走向长壁采煤工艺技术会同时出现在煤矿矿井中。在煤层倾角比较小的时候，走向长壁采煤能够实现理想的效果。在对采煤工艺技术进行选择的时候，务必比较技术的经济性。

[1]徐景贤,程云凤.倾斜长壁工作面的矿压显现特点[J].华北科技学院学报,2002,(4):25-28.

[2]陈靖.浅谈倾斜长壁采煤策略[J].企业技术开发,2010,9(18):25-26.

[3]贾万生.倾斜长壁采煤法工艺探析[J].山东煤炭科技,2013(4):120-123.

冯涛(1984-),男,汉族,山西晋城人。2011年6月毕业于黑龙江科技学院,采矿工程专业,本科学历,现在山西兰花科技创业股份有限公司从事煤矿采掘技术管理工作,采煤助理工程师。