大倾角煤层的机械化开采工艺和安全管理

张言

摘 要：随着科技的发展，许多机械化的设计逐渐应用到大倾角煤层的开采中，有效地发展大倾角煤层机械化开采工艺，能够解决在大倾角开采中遇到的各种技术性难题。本文通过对大倾角煤层概念的阐述以及现如今掌握的大倾角开采的特征，分析在大倾角煤层中机械化开采工艺在开采过程中的应用体现，最后指出在开采过程中的安全管理措施。

关键词：大倾角；机械化开采工艺；安全管理

煤层地下走势复杂多变，尤其是大倾角煤层，是世界上公认最难开采的煤层。在二十世纪70年代，国外就针对大倾角煤层的开采技术进行研究，但一直进展缓慢。大倾角煤层在人工开采过程中，作业环境恶劣，且工人的劳动强度大，这造成了开采的效率极为低下，因此，机械化开采工艺在大倾角煤层中的应用十分必要。

1 大倾角煤层的概念及其开采特征

在开采过程中，煤层的倾角影响着在开采过程中采用的办法。在我国煤炭开采技术上，根据煤层的倾角可以将煤层分为三类。第一类是缓斜煤层，这类煤层的倾斜角最大不超过25?。第二类煤层为倾斜煤层，这类煤层的倾斜角在25?到45?之间。第三类煤层是急斜煤层，这类煤层在倾斜角上不得低于45?。但是随着科技的发展，以及煤矿开采技术上机械化工艺的应用，这三类煤层的划分已经不能满足需求。根据国际划分法，煤层按倾角分可以分为4种类型，增添了大斜煤层，这个煤层的倾角在35?到55?之间。我国出现大倾角的煤层概念是在二十世纪80年代，从出现至今，大倾角煤层虽然被频繁地提出，但是对大倾角煤层的角度至今没有达到统一。因此，大部分的文献在进行介绍时，都沿用国际定义，认为大倾角煤层是倾角在35?到55?之间的煤层。

根据对大倾角煤层开采过程记录，可以总结大倾角煤层走向工作面的开采特征：

（1）在大倾角煤层进行开采时，顶板的岩石会沿着工作面倾斜的方向向下滚落，在工作面上就会形成上部悬空、中部填满、下部填实的现象，这大大影响采煤工作的正常进行。

（2）工作面的底板向已成空间进行移动，且移动速度变快，这样就有可能造成工作面底板的变形甚至损坏，一旦底板受到损坏，就会导致底板失去稳定性。

（3）重力作用会导致设备在大倾斜角上下滑，这样使得整个支护系统失去平衡。

2 大倾角煤层的机械化开采工艺的应用分析

大倾角煤层机械化的开采工艺是一项非常复杂的工作。因此，在进行开采之前，首先要对所开采的井田进行细致划分，然后根据划分的状况确定对井田的开采模式。一般井田的划分主要分为斜井开采、立井开采、水平开采、综合开采。这4种划分主要是根据进入地下的方式不同划分的。

2.1 大倾角机械化开采技术在回采工艺中应用的分析

在回采工艺中，大倾角机械化技术主要是采用单向向下割煤法，再加上与上行跑空法进行结合，就可以组成完整的回采工艺。首先，在进行割煤时，因为煤层的倾角比较大，为了防止大块的煤矸在机械运动中滚落，砸伤操作人员，需要在工作时，在机械的上方设立支架，尤其是驾驶员的上方。驾驶员可以通过对遥控器的操作，遥控设备工作。当发生紧急状况时，可以根据情况对按钮进行直接操作。其次，在采煤的过程中，工作面的最大坡度一般在45?左右，为了保证机械不产生下滑的现象，在割煤前，要注意护帮板的收回状况，及时收回护幫板能够有效避免对顶梁的破坏。

2.2 推移刮板输送机

采煤过程中，脱节是一个较为严重的问题，为了防止这个问题的出现，要时刻控制好机头和机尾的方向。这样，就可以保证机器不会向中间滑动。如果中部槽子脱节严重，有可能就会造成卡链的状况，这样不仅严重影响到设备的正常工作，还很容易威胁到工作人员的生命安全。因此，在工作过程中要保证支架与机械之间的连接能够稳定。

2.3 回采的顶板管理

对顶板的管理是在煤矿回采过程中的一个难点。在大倾角的重力作用下，更增加了技术难度。因为在重力的作用下，煤壁很容易形成片帮的现象，甚至有可能产生垮落现象。尤其是在没有支护的保护作用下，这种现象发生的概率会增加，程度也相对严重。另外，在回采过程中煤壁发生垮落还会导致支架两端的距离会越来越大，长此以往，就有可能发生漏顶事故，一旦漏顶事故发生，就会造成不可估量的人员伤亡。因此，在工作中，要能够把握工作面回采的整体情况，随时注意支架两端的距离大小，做好顶板的管理。在一般情况下，上下出口的超前距离都不会超过15m。

2.4 预防滚矸

在大倾角煤层的开采过程中，需要严格控制矸石在工作面上的滚动距离，保证人身安全。因此，在工作前，可以设置挡矸的措施，并且为了安全起见，还要在每15m处，再重新设置一组安全措施。而且在中间部分还需要对输送机进行固定，防止输送机的滑落。另外，在采面的倾斜方向上也需要设置挡矸栏。挡矸栏适宜选用具有柔韧性的材料，最好是钢丝制作的绳网或者是尼绒质的绳网。

3 大倾角煤层在机械化开采过程中的安全管理

首先，要保证安全，提前做好采面的布置工作，这样可以保证工作面的坡度一致、保证煤炭在运输过程中的便利性，还能够保证机器设备的管理和维护上的方便，从而保证在开采过程中能够正常工作。

其次，开采界面在进行向下推进时，要将上出口的位置处于倾斜状态下，这样可以有效减小设备的实际越度，最大力度地发挥采煤工艺机械化的作用。

最后，还需控制好采面在上下巷之间移动时的推进速度，这样可以防止在原来的巷道出现问题时，能够保证替棚跟上推进速度，进而保证巷道出现问题后能够正常工作。但要控制好推进速度，就需要控制好在开采过程中煤层的倾斜角。

4 结语

总之，在大倾角机械化开采过程中，煤层走向复杂，造成了在开采过程中的难度，机械化开采能够有效提高在开采中的效率，通过本文对大倾角煤层机械化开采工艺的研究与介绍，我们知道了在开采过程中安全管理的注意事项。因此，要想保证开采工作的正常运行，就需要严格遵守开采工艺，实现安全管理，使机械化技术在大倾角煤层开采中创造出更大的价值。

参考文献

[1]王英旭.大倾角综合机械化采煤生产工艺及安全管理分析[J].科技创新与应用，2012，（21）：97.