大倾角煤层开采难点及开采方法浅析

曹艳飞

摘 要：大倾角煤层的开采一直是我国煤炭开采领域研究的重点，我国大倾角煤层分布广、储量占比高，且大倾角煤层开采安全隐患多、设备及工艺要求高，因此本文对大倾角煤层开采难点进行分析，并对国内主要的大倾角煤层开采方法如伪斜柔性掩护支架采煤法、斜坡陷落采煤法、俯伪斜走向长壁分段密集采煤法、斜台阶采煤法、长孔爆破采煤法等进行逐个深入分析，剖析我国大倾角煤层开采的现状。

关键词：大倾角煤层；开采难点；开采方法

通常大倾角煤层主要指的是煤层倾角大于35°的煤层，大倾角煤层在开采时一般要求采全高来确保安全高效的生产，但在实际生产中受限于设备和开采工艺等因素，导致大倾角煤层的开采不能完全实现上述要求，因此对大倾角煤层顶板支护、设备选型、开采工艺的研究就显得尤为重要。大倾角煤层的顶板比缓倾斜煤层的倾角承受的岩层压力更大，且受重力作用的影响更为明显，因此大倾角煤层的顶板裂隙发育且容易垮落，在进行支护时由于顶底板倾角大，导致支护设备自身的稳定性较差，因此在工作面开采过程中大倾角回采工作面的煤岩层会向下部滑动，设备也会发生倾倒，严重时甚至发生局部顶板漏斗形冒落，严重威胁着回采安全和效率。因此对大倾角煤层的开采技术问题及主要开采方法进行研究具有实践意义。

1 大倾角煤层开采难点分析

大倾角煤层开采过程中会遇到各种技术问题，其主要难点主要集中在以下3个方面：

首先是开采过程中煤层顶板和上部煤层会垮落并沿着倾斜方向滑落和滚动到工作面下部，导致工作面在倾斜方向上形成非均匀的填充，进而引起矿压差异化变化，严重威胁到工作面的回采安全。

其次是大倾角工作面开采过程中煤岩层会沿着倾斜方向缓慢移动，这种移动会导致已经处于稳定状态的支护设备缓慢失衡，同时还会导致采面整个运输系统的不规则位移。

最后是倾角的加大以及煤岩层侧滑会带来回采工作面设备的倾角变化，随着设备竖直方向倾角的逐渐加大，侧向应力逐渐加大而法向应力会逐渐降低，从而加大了工作面侧向倾倒的可能性。

因此在大傾角工作面的开采工程中，必须重点考虑解决上述问题，因此来把握采面矿压分布规律和设备支护方式，保障回采工作面的安全和生产效率。

2 大倾角煤层开采方法分析

大倾角煤层的开采一直是煤炭开采领域的研究重点，煤层开采限制因素众多，大倾角煤层的开采除了要重点关注倾角大带来的顶板支护、设备倾斜风险等问题之外，还要根据煤层赋存实际情况选择恰当的采煤方法，当前国内主流的大倾角采煤方法主要包括伪斜柔性掩护支架采煤法、斜坡陷落采煤法、俯伪斜走向长壁分段密集采煤法、斜台阶采煤法、长孔爆破采煤法等，分述如下：

2.1 伪斜柔性掩护支架采煤法

伪斜柔性掩护支架采煤法是我国开采大倾角煤层的一种主要方法，在一些主要矿区如开滦、徐州、淮南及四川、广东等矿区都有广泛的应用。它和其他急倾斜煤层采煤方法相比主要具有以下特点：工作面沿煤层倾向伪斜直线布置，沿着走向方向推进，利用柔性掩护支架隔离采空区和采煤工作面，工作人员在柔性掩护支架的支撑保护下进行采煤工作。

2.2 斜坡陷落采煤法

斜坡陷落采煤法的核心实质就是以倾斜巷道为主要、以石门布置为辅的巷道布置形式，以煤体的自然跨落为主的落煤方式。该采煤方法的特点在于并不是一个连续性推进的采煤工作面，而是人工开挖一个足够高的空间后，利用大倾角煤层的自重进行煤层垮落和滑落来实现煤炭开采，当该空间全部煤炭垮落完毕或者空间被垮落的煤岩充填满时，该空间的开采就结束了，需要开拓新的空间进行开采。

2.3 俯伪斜走向长壁分段密集采煤法

俯伪斜走向长壁分段密集采煤法的主要特点是：长壁工作面呈俯伪斜方向直线布置，沿走向推进，采用分段水平密集支柱进行切顶和挡矸，隔离采空区与回采空间，工作面要分段打眼放炮落煤，煤炭可以实现自溜运输。该方法的优势在于有效控制作业区域的顶板安全，将压力转移到采空区及非作业区域，从而提高了回采的安全系数。

2.4 斜台阶采煤法

采用斜台阶采煤法进行开采的工作面煤壁形成的形状是台阶式的，上台阶超前于下台阶，并且在两个相邻台阶之间以30°的伪斜小巷相连，整个采场及其煤壁都呈伪斜的正台阶状。斜台阶采煤法的整个采煤工作面是由沿着真倾斜的短壁工作面和伪斜小巷依次相间连结而成，因此这种采煤方法既能够吸取了伪倾斜掩护支架采煤法的优点，同时也消除了倒台阶采煤法工作人员可能掉入采空区的不安全因素。

2.5 长孔爆破采煤法

长孔爆破采煤法也叫深孔爆破采煤法，是指在巷道中打长（深）孔爆破落煤，其实质就是加大小分段平巷或回采斜坡的间距，用以提高此类采煤方法的技术经济效果。长孔爆破采煤法和普通炮采方法不同。采用长孔爆破采煤法，工作人员不需要进入到回采工作面，主要是在巷道内利用有关机具进行打眼、装药和放炮，回采工艺简单、安全、可靠，劳动强度也低，占用人员较少，工效高，坑木消耗少，吨煤成本较低。

上述方法是国内大倾角采煤时最常用的方法，各地区的煤炭企业根据自身实际情况选择最适合的开采工艺，还有其他小范围使用的方法也具有借鉴意义，不再一一赘述。

3 结语

综上可知，我国在大倾角煤层开采领域已经积累了大量的实践经验，但是在实际开采过程中还是受到设备、操作工艺等诸多因素的限制，许多优良的开采方法不能得到有效推广，因此未来还需要采煤技术人员立足于现场实际，不断探索更优良的大倾角采煤方法及顶板支护工艺，提高我国大倾角煤层开采的安全系数和开采效率，为我国大倾角煤炭开采做出应有的贡献。

参考文献

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