简述关于煤矿大倾角采煤技术的应用及分析

＊李笑笑

（山西长平煤业有限责任公司 山西 048400）

引言

近年来，机械化与自动化的采煤技术方法已经得到了普遍的引进，从而节约了煤矿开采的实践资源。大倾角煤层由于具备倾斜程度较大以及开采难度显著的基本特征，因此亟待探索大倾角煤层的特殊采煤工艺流程。目前针对于大倾角的特殊煤层开采区域应当综合运用液压支架、刮板机与采煤机的机械设备系统辅助，严格保障大倾角煤层的采煤实施过程安全。采煤操作实施的各个环节步骤都要确保达到规范化的总体实施要求，运用因地制宜的煤矿资源开采工艺手段来提升大倾角煤层的开采实施效率。

1.煤矿大倾角采煤技术的实践应用背景

(1)煤层分类

煤层根据其倾斜角度不同，一般分为三类：缓斜煤层（倾斜程度不超过25°）、倾斜煤层（倾斜程度25°到45°之间）、急斜煤层（倾斜程度不小于45°）。现阶段被称为大倾角煤层的，一般指的倾角为35°到55°之间的煤层。

(2)大倾角煤层特点

缓坡煤层与水平煤层的煤矿储备资源已经趋向于逐渐枯竭，从而在客观上体现了深入开采大倾角煤矿区域地质资源的必要性。大倾角煤层的基本特征就是超出35°倾斜角度的特殊煤层采区，此类煤层采区普遍表现为采煤实践操作实施难度较大，一般具有如下特点：

首先，大倾角的特殊煤矿采区在全面实施采煤工作的前提下，通常需要搭设液压支架的采煤支撑体系，确保煤层开采中的切向应力作用能够得到实时性的分散[1]。煤矿采空区填充较多煤矸石后，会产生更加明显的煤层应力作用，并且导致原有的煤层倾斜角度逐步增加。当工作面的煤层倾斜角度大于矸石的安息角时，顶板破裂的岩石在力的作用下，会沿工作面煤层斜度的方向，由上到下形成空顶区、部分填充区、完全填充区和压实区（图1）。

图1 大倾角煤层充填区示意图

其次，安全隐患增大。当综采工作面的底板位移产生变化加大时，对底板造成破坏，地板失稳后，引起相关支护系统失稳（底板、支架、顶板）。同时，各类机械设备广泛应用大倾角煤层采煤工作面，相关机械设备不仅要受到顶部岩层压力，加上设备自身重分力，增加了设备滑动与倾翻安全隐患。

(3)大倾角综采的支架稳定性分析

“底板+支架+顶板”系统的稳定性与安全性是大倾角煤层综采过程中避免出现安全事故的核心。其中，顶板的位移是主要因素，该系统的失稳一般是由顶板破裂岩石位移、支架位移与底板损坏后位移所导致的，其类型主要有三种：错动滑、顺向倾倒、逆向侧翻。现阶段的煤矿刮板机与采煤机已经被普遍适用于煤矿开采的实施过程，大倾角的采煤工作面容易产生倾斜或者坍塌的安全事故，因此煤矿技术人员必须要运用科学的防范措施来保证煤层平稳性。

煤矿技术人员针对采区各个煤层的地质特性都要进行准确的判断了解，进而对于适宜性较强的煤矿运输方式予以合理的选择。通过实施综合性的煤层地质特性判断分析，那么对于倾斜程度较大的煤层地质环境才能给予正确应对，在根源上阻止了煤矿开采中的安全事故产生。再例如针对于30°左右的煤层倾斜地质区域在全面展开煤矿开采的实践工作之前，煤矿企业人员需要准备好煤层切割的机械化设施，其中主要涉及到采煤机与割煤机等机械化系统。煤层底板应当能够支撑机械化的采煤滚筒设备，确保对于煤层开采中的液压支架体系进行牢固的搭建。

2.煤矿大倾角采煤技术的具体运用要点

(1)液压支架的采煤技术运用

液压支架属于非常关键的采煤机械化设备系统，煤矿企业人员目前对于液压支架系统应当给予完整的建立，确保液压支架能够起到稳定支撑整个采煤作业面的目标。在此前提下，采区具体负责人员应当能够牢固绑扎液压支架的各个节点部位，通过实施反复性的节点坚固程度测试来避免液压支架的连接部位存在松动。液压支架应当包含多排的支架连接组成部分，确保衔接成为完整性较强的支架整体系统。煤矿开采区域的自然生态条件只有得到了科学客观的判断评估，才能在根本上有助于煤矿开采实践工作的顺利开展[2]。

(2)刮板机的采煤技术运用

刮板机对于开采倾斜角度较大的特殊煤层具有显著的安全保障作用，目前由于煤矿企业普遍采用了自动化的刮板机控制系统，在刮板机的实践运用中，煤矿企业人员应当实时调整刮板机的各项系统设计参数，确保煤矿刮板机能够始终处于平稳安全的机械运行状态。刮板机系统的支架底座与溜子应当达到垂直的布置角度，以便于刮板机的系统倾斜程度得到实时性的调整优化，防止表现为刮板机的运行失稳缺陷。煤矿企业人员目前针对于刮板机的系统防滑功能应当给予重点的研究探索，旨在满足大倾角的煤层开采基本实践需求。刮板机的机械系统倾斜角度应当得到自动化的监测控制，进而有效防范了刮板机出现程度比较显著的机械系统运行倾斜风险。对于溜子应当避免存在缓慢滑动的安全隐患，确保对于溜子在进行推移过程中能够借助于机械化的作用力。技术人员对于布置采煤支架的位置应当给予合理的确定，从而做到妥善处理刮板机与液压支架系统的位置关系。

3.煤矿大倾角采煤技术的管理完善措施

煤矿开采过程比较容易伴有煤层倾斜、采空区的煤矸石掉落、液压支架以及煤层顶板沉降等潜在安全隐患，因此煤矿技术人员务必确保大倾角的特殊煤矿开采地质区域具备合格的采煤工艺条件。在目前的现状下，煤矿开采全面实施中的安全防护手段已经获得了煤矿企业人员的重视，大倾角的煤矿开采过程必须要得到全方位的采煤质量安全管理。具体而言，目前针对于大倾角煤矿的采煤实施过程应当注重于如下的管理完善路径：

(1)严格保障采煤过程安全

具有较大倾斜角度的煤层地质状况在客观上将会给采煤操作实施的全过程增加安全风险，煤矿技术人员针对采煤工艺方法如果没有给予正确的操作运用，那么煤矿采区的具体采煤实施人员就会受到人身健康以及安全的损伤[3]。因此，大倾角煤矿的重要开采前提应当集中体现在采煤技术人员的人身安全维护。采煤机械化的工艺实施流程必须要得到准确的掌握，确保对于采煤机械化的具体实施步骤能够予以严格落实。采煤操作实施人员针对煤矿安全防护的设备设施应当正确进行佩戴使用，切实做好煤层开采中的安全防护管理。煤矿开采的整个实施过程都充满了安全风险因素，那么采煤技术人员务必遵守煤矿开采的基本流程规范。

煤矿企业的管理人员针对企业全体员工都要展开更加深入的采煤操作过程安全培训，运用煤矿安全生产的正确思维理念来指引导煤矿企业人员。煤矿企业的各个领域业务人员之间应当形成更加紧密的相互配合体系，通过增进煤矿企业人员的数据信息共享来促进采煤成效性的优化提高。目前在标准化的采煤作业流程作为指导的前提下，煤矿企业人员必须要具备更加良好的安全防范意识，培养煤矿企业人员更加良好的安全防范管理思维方式。

(2)促进绿色采煤工艺技术的推广

在当前时期的采煤工艺技术转型背景下，绿色节能的采煤工艺方法正在逐步得到煤矿企业重视。与煤矿开采的传统实施方法流程相比，建立在以绿色采煤工艺作为支撑的采煤技术方法更加有助于保障煤矿开采的稳定性与安全性，对于煤层开采中的资源成本也实现了明显的节约控制。因此在现阶段的采煤实践工作实施中，煤矿开采的技术实施人员针对循环利用现有的煤层开采资源应当给予更加深入的探索，促进煤矿开采的现有物质资源得到最大限度的科学配置利用。煤矿企业人员针对煤矿开采涉及到的固废以及废液必须要妥善加以处理，严格防控煤矿采区的重大生态污染等安全隐患产生。煤矿采区的地表水以及地下水生态系统应当得到严格保护，防止存在采区土壤污染以及水质破坏的威胁。

(3)综合判断采区地质条件

对于大倾角的煤矿地质区域而言，关键是要全面展开针对煤矿采区的地质勘测实践工作，进而准确了解采区生态环境以及特殊地质条件等相关因素。在此前提下，煤矿资源开采的具体实施过程应当建立在科学的采煤规划方案的基础上，从而实现针对采煤过程安全风险的全面防范，合理分配利用现有的采区煤矿资源。煤矿地质勘测的自动化仪器需要得到更大范围的采用及推广，保证经过自动化勘测得到的采区地质条件数据的完整性。

具体针对于采空区的煤层渗漏、采区作业面塌陷以及煤矿底板沉陷等常见采煤安全事故，在进行科学防范的过程中，要严格确保经过合理优化改进的采空区整体地质状况达到良好的标准程度。煤矿企业人员针对采空区频繁发生的渗漏缺陷应当能够给予必要的整改解决，并且对于煤矿采区的地下水位实时变化状况应当能够给予全面的监测。采煤作业面一旦表现为晃动或者倾斜的情形，则必须要立即对于采煤工作面给予全方位的监测管理，禁止煤矿企业人员在充满风险的采区空间中进行煤矿开采作业。

4.结束语

经过分析可见，大倾角的煤矿开采工艺方法应当确保吻合煤矿采区的特殊地质条件，确保将因地制宜的采煤实施思路贯穿融入到煤矿开采过程。在目前的现状下，煤矿开采中的机械辅助设备系统已经趋向于不断得到整改，从而保障了大倾角的煤矿开采综合效益提升。具体在现阶段的采煤实践工作中，关键性的工艺完善路径应当落实于准确判断现有的采区地质状况条件，并且对于绿色环保的自动化采煤工艺流程予以积极的引进推广。煤矿技术人员针对大倾角煤层应当展开严格勘测，进而设计出大倾角煤层的最佳开采实施方案。