急倾斜薄煤层采煤方法发展趋势★

迟学海 孟 鑫

(1.黑龙江科技大学矿业工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022；2.黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150022； 3.淄博矿业集团有限责任公司，山东 淄博 255000)



急倾斜薄煤层采煤方法发展趋势★

迟学海1,2孟 鑫3

(1.黑龙江科技大学矿业工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022；
2.黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150022； 3.淄博矿业集团有限责任公司，山东 淄博 255000)

介绍了基于炮采工艺的急倾斜薄煤层采煤方法的发展特点，并探讨了水力采煤与机械化采煤的发展现状，预测了急倾斜薄煤层采煤方法的发展趋势，有利于促进采煤工艺的不断优化改进。

薄煤层，采煤法，水力采煤，机械化采煤

在我国已探明的矿区煤炭资源分布中，薄煤层资源储量占全国煤炭储量的20%以上，84.2%的矿区均有薄煤层分布[1]。煤炭资源是不可再生资源，在矿井生产过程中应合理安排生产计划，不能弃薄采厚(只采煤层生产能力高、赋存条件好的中厚煤层和厚煤层而丢弃煤层生产能力较低、赋存条件不好的薄煤层)。如何选择一个合理、最佳的开采方法，对这些地区的经济发展有重要作用。

一个合理、最佳的急倾斜薄煤层采煤方法必须要符合高产、高效、低耗、安全、回采率高等条件，并且是一个随着科学技术的发展不断更新、完善发展着的系统，采煤工艺的改进促进巷道布置的改革，而巷道布置的改进又能为充分发挥回采效能保证良好的条件。

经过60多年的实践和改革，我国已经摸索出了一些对急倾斜薄煤层行之有效的开采方法，例如：掩护支架采煤法、台阶式及俯伪斜走向长壁分段密集采煤法、急倾斜煤层走向长壁采煤法、急倾斜薄煤层刨运机综采、水力采煤、仓储式采煤法、巷道式采煤法。

随着安全生产重要性的提升，相关的煤炭产业政策有了新的变化，《煤矿安全规程》明确提出采煤工作面必须保持至少两个畅通的安全出口，一个通到回风巷道，另一个通到进风巷道；《国家煤矿安全监察局关于急倾斜煤层安全开采的指导意见》提出开采急倾斜煤层的采煤工作面必须形成全风压通风系统，保持至少两个畅通的安全出口，一个通到回风巷道，另一个通到进风巷道；《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第二批)》已经禁止仓储式、巷道式、高落式采煤方法的应用。

1 基于炮采工艺的急倾斜薄煤层采煤方法发展

在我国有一定应用范围的急倾斜薄煤层采煤方法主要有掩护支架采煤法、台阶式及俯伪斜走向长壁分段密集采煤法、急倾斜煤层走向长壁采煤法，上述采煤方法的发展及特点如下。

1.1 掩护支架采煤法

掩护支架采煤法的应用和发展可以分为两个阶段。第一阶段为19世纪50年代～60年代，这个阶段掩护支架采煤方法的主要特点是工作面沿走向布置，沿倾斜向下(即沿俯斜)推进，该方法在大通矿和李郢孜一矿试验成功，当时煤炭工业部将掩护支架采煤方法列为先进经验“十八推”项目之一。第二阶段为19世纪60年代中期至今，大通矿为了解决俯斜推进掩护支架采煤法的煤炭损失大、掘进工程量大且施工困难、系统复杂等问题，对原有的掩护支架采煤法进行了改进，将工作面沿伪斜布置，沿走向推进，即“伪斜柔性掩护支架采煤方法”。

1.2 台阶式及俯伪斜走向长壁分段密集采煤法

台阶式采煤法包括倒台阶和正台阶两种方法。倒台阶采煤法是我国较早采用的急倾斜薄煤层开采方法，在19世纪50年代初～70年代应用较多，现已很少使用。正台阶采煤法(也称伪斜短壁采煤法或斜台阶采煤法)，19世纪80年代在中梁山煤矿试验成功，该方法在生产安全、适应复杂地质条件、劳工效率上优于倒台阶采煤法。俯伪斜走向长壁分段密集采煤法是在正台阶采煤法的基础上发展形成的，工作面呈俯伪斜直线布置，切顶密集沿倾斜分段布置，沿走向排列，改善了工作面顶板管理、提高了生产安全性，为实现机械化采煤创造了条件。

1.3 急倾斜煤层走向长壁采煤法

一些矿区在急倾斜薄煤层条件下坚持采用单一走向长壁下行垮落法采煤也取得了较好的效果。例如七台河东风矿单一走向长壁炮采工作面，煤层平均厚度0.85 m，倾角45°左右。

2 基于水力采煤、机械化采煤的急倾斜薄煤层采煤方法发展现状

目前急倾斜薄煤层的开采工艺除传统的炮采工艺外，还有水力采煤、机械化采煤。

1)水力采煤。水力采煤技术是以高压水射流为动力源进行破落煤体的一种采煤工艺。近几年，随着远程液动监控水力落煤工艺的实现，解决了水采工作面“两个安全出口”的问题，在一些急倾斜煤层和地质构造复杂煤层的矿井采用了这一技术。辽宁的南票矿区、吉林的通化矿区采用水力采煤技术后均取得了较好的经济效益。其优点主要有：a.在工作面用高压水射流进行破、落、冲、运煤炭；b.工作面不进行支护；c.水采工作面没有大型机电设备，搬家倒面方便、灵活；d.工作面煤水靠溜槽无压运输，对地质条件适应性强；e.水枪操作人员在巷道内作业，安全可靠；f.工作面粉尘浓度低，不进行灭尘；g.工作面操作人员少。

2)机械化采煤。目前急倾斜薄煤层采用较多的机械化采煤工艺有钢丝绳锯、刨运机组综采和滚筒采煤机综采，顶板管理有无支护、液压支柱、综采液压支架和气垛支架等。

钢丝绳锯采煤工艺是用一条装有锯齿的钢丝绳沿工作面往复运动掏槽并靠地压和煤的自重完成落煤工作。钢丝绳锯采煤工作面长度较短，一般为10 m～30 m。该工艺开采空间一般不进行支护，每隔20 m～30 m距离留宽2 m～3 m的煤柱管理顶板。为此，要在工作面前方提前开好备用切眼，这项工作也可用大直径钻机来完成。此采煤方法的优点是工人可以不进入采煤工作面，只在平巷内开动绞车和移动导向轮，能减轻工人的劳动强度，提高工效[2]。

2009年，南桐矿业公司与中国煤炭科工集团天地科技股份有限公司合作，在南桐煤矿“7503”工作面率先采用机电一体化、自动化、大倾角综合机械化设备防倒防滑、薄煤层综采设备的安全保障先进技术，在煤层厚度仅0.8 m，倾角39°，且有煤与瓦斯突出危险的5号极薄煤层试行机械化开采获得成功，工作面生产能力达到24万t/年，获2010年度国家能源科技进步三等奖，被国家财政部批准为2010年国家矿产资源节约与综合利用示范工程。

2010年，攀枝花煤业集团公司与北京煤科院共同研发了JBB-Ⅰ型急倾斜薄煤层刨运综采机组样机组，并在太平矿25115工作面(煤层倾角60°～70°，煤层厚度700 mm～1 700 mm，生产能力17万t/年)进行了工业性试验,取得了阶段性成功[3]。

天地科技股份有限公司开采设计事业部采矿所与七台河矿业精煤(集团)有限责任公司合作研发了急倾斜薄煤层自移气垛支架开采技术，在七台河精煤集团公司向阳煤矿进行了工业性试验，试验期间月产达到了5 000 t。

3 急倾斜薄煤层采煤方法的发展趋势

急倾斜薄煤层倾角大、煤层薄，开采工艺和管理复杂，通风条件差，工人劳动强度大，煤层生产能力低。随着科技的进步，各种采煤方法的不断改善，已经逐步发展出了一系列可行的、安全的、经过实践检验的适用于我国急倾斜薄煤层的采煤方法。

我国急倾斜薄煤层采煤方法的发展大致有三个方向：一是传统的采用炮采工艺的采煤方法，例如：掩护支架采煤法、台阶式及俯伪斜走向长壁分段密集采煤法、急倾斜煤层走向长壁采煤法等；二是无人工作面采煤，例如：钢丝绳锯采煤和改进的水力采煤；三是综合机械化采煤。

急倾斜薄煤层的开采条件较差，传统采用炮采工艺的采煤方法工人劳动强度大，易发生安全生产事故。随着现代化采煤装备和技术的发展，使用无人开采技术、综合机械化的采煤方法是急倾斜薄煤层开采的发展趋势。

4 结语

经过近些年开采方法的改进，我国急倾斜薄煤层开采率得到了一定的提高，但相应各种开采方法的适用条件还很有限，在今后的生产和科研中还需要补充完善，与之相应的巷道支护、围岩压力等理论也需要有新的突破。总之，急倾斜薄煤层开采方法的研究任重道远，还有很多难题需要攻克。

[1] 毛德兵,蓝 航,徐 刚.我国薄煤层综合机械化开采技术现状及其新进展[J].煤矿开采，2011，16(3)：99-100.

[2] 韩德军.钢丝绳锯采煤法安全技术措施[J].江西煤炭科技，2010(1)：120-122.

[3] 王永红.JBB-Ⅰ型急倾斜薄煤层刨运综采机组工业试验[J].科技资讯，2012(2)：95-96.

Chi Xuehai1,2Meng Xin3

On development tendency for coal mining methods of inclined thin seams★

(1.Mining Engineering College, Heilongjiang University of Science and Technology, Harbin 150022, China;2.Key Lab for Ground Pressure Control and Gas Treatment of Deep Exploitation of Coal Mines in Heilongjiang, Harbin 150022, China;3.Zibo Mining Group Co., Ltd, Zibo 255000, China)

The paper introduces the development features of the coal mining methods in the inclined thin seams based on the blasting mining technology, explores the development of the hydropower coal mining and mechanized coal mining, and forecasts the development of the coal mining methods of the inclined thin seams, so as to enhance the optimization of the coal mining craft.

thin seam, coal mining method, hydropower coal mining, mechanized coal mining

1009-6825(2016)12-0048-03

2016-02-20★：黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室开放基金项目(项目编号：F2315-03)

迟学海(1982- )，男，硕士，工程师； 孟 鑫(1982- )，男，工程师

TD823

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