浅析急倾斜煤层采区设计要点

浅析急倾斜煤层采区设计要点

段永兵

泸西县煤炭经贸有限总公司

摘要 随着经济的发展，对能源的需求不断增加。我国是煤炭的消耗大国，随着煤炭储量的减少，开采急倾斜煤层变得十分重要。如果急倾斜煤层的倾角大于浅坑的倾角，则开采难度较大，存在一定风险。本文特别介绍了急倾斜层开采的特点和急倾斜煤层开采的设计要点，以期为相关人员提供参考。

关键词 急倾斜；煤层开采；设计要点

引言

在煤炭资源开采过程中，开发急倾斜煤层仍然是开采技术中的一项艰巨任务。长期以来，在这方面作出了不懈的努力，取得了令人满意的进展。但是，鉴于倾斜煤层开采条件的特殊性，在开采过程中，还有许多地方需要不断的完善。在我国的煤炭储藏中，急倾斜煤层所占的比例非常的大，因此，对急倾斜煤层开采设计的要点进行分析是非常重要的。

一、急倾斜煤层开采的主要特点

第一，急倾斜煤层的结构非常的复杂，断裂褶皱多，煤层厚度变化大，采出储层条件普遍较差，储量少，开采难度大，煤的产量很少。因此，对急倾斜煤层进行开采的矿山多为中小型。第二，煤层陡坡坡度大于岩体破裂角，从煤矿开采的煤自动滑落装料方法简单，但是，滑动的煤和石头可以倾覆和保护，很容易对人造成伤害或者造成突然的破坏，在周边边界发展煤层，初始压力和循环压力不清晰，容易发生大面积的顶板突然坍塌。这会导致在没有警告的情况下发生坍塌事故，也会导致生产的各种风险因素。因此，生产中安全因素较多，安全性较低。第三，垂直于支承或柱体作用的大坡度地层顶板压力小于缓倾斜地层，坡度分裂较大，因此，支点的稳定性较差，维护工作的困难性也较大。第三，由于在开采急倾斜煤层时，煤层倾角大于顶板的岩石运动角，因此煤层可移动，开挖后可破碎，而上下层之间延伸的大部分，破坏了未公布地层底部的完整性，不利于相邻地层的提取。第四，在急倾斜煤层上开采时，崩落区、裂谷区和沉积区与斜坡方向相反。同时由于开采技术、经济和客观地质条件的限制，生产能力有限，难以引进先进的顶板管理方法。

二、急倾斜煤层开采的方法

（1）走向长臂开采法

用挡土墙开挖可分为反级，用凸坡挡土墙开裂成水平密集采煤，并采用剪切挡土墙。反阶梯式采煤方法是将工作面向上呈阶梯式排列，将工作面按坡度分为两级或三级，用木制桅杆支撑，用镐采煤。实施道路布局系统，便于控制气流。这种采煤方法的优点是巷道布置系统非常的简单、对通风的控制比较容易、煤炭的开采率比较高等。缺点是操作人员劳动强度大，操作难度大，瓦斯容易积聚。具有凸向和准斜向，沿水平密度劈开的屏障将工作面沿直线方向铺设，导致向上和准斜向，其生产线为水平劈开密锯、切割岩石和绝缘块。工作面与旧料斗隔离停工，破碎工段、采煤方式安全性高，操作方便，但系统布置难度较大。煤机制动系统是指将采煤机应用于急倾斜煤层的工作面，其应用涉及防止煤炭设备滑落或脱落。

（2）水平切片开采

水平剖面开发系统将急倾斜煤层的地层分为水平层，水平切片挖掘方法分为自顶向下的洞穴法和顶填充法，根据层间不同的挖掘顺序，水平分层采煤法可以划分成下行垮落法以及上行充填法。

（3）巷道顶煤采矿方法

在煤层上底相对稳定的矿井中，煤层按煤层倾角分为一定高度的室。沿煤层场地底部布置一条水平煤道，沿矿井底部均匀布置一个煤洞。陡煤层在孔中松开，煤顶在一定高度上脱落。上部煤在矿井压力下自行崩落，并从煤洞中排出。

三、急倾斜煤层开采的技术问题

目前我国煤炭生产存在不同层次的问题，主要表现在以下几个方面：第一，煤炭损失率高。急倾斜煤层主要位于斜坡上的矿井、小型矿井等位置。在这种情况下，煤炭开采通常伴随着较高比例的岩石。高煤耗强度不仅为煤的自然燃烧创造了条件，而且通过缩短矿山的开采寿命而导致资源的流失。第二，掘进率比较高。这些问题特别出现在边坡煤工、小断面爆破、护板边坡推进等方面。在这类煤矿中，有相当一部分道路是在压力地区通过的，维护工程量很大。隧道掘进率高，增加了隧道掘进和维护成本，影响了工作面的更换，给通风管理带来困难。特别是在有岩石爆炸危险的煤层中，道路撞煤过多，增加了岩石破碎的风险。第三，通风条件差。这一问题在大多数急倾斜煤层开采中都有不同程度的严重性，特别是在倾斜、腔室爆破、深井储挖等情况下。在这些采煤方法中，有复杂的通风系统，也有煤矿单向通风，在工作层面空气流通中粉尘和气体含量高的地方，对人们的健康和健康构成严重威胁。第四，工人劳动强度高。这是所有急倾斜煤层采煤的普遍缺陷。由于煤层储层条件的限制，大多数陡煤层的道路和工作面都很陡，空间有限。工人们把煤扔到工作台上，徒步支撑和运输材料非常困难和耗时。

四、急倾斜煤层开采技术的要点

（1）合理对采取进行划分

急倾斜煤层进行划分时，需要结合生产设备和开采工艺的要求，避免人为划分煤矿的边界，同时增加煤层的长度，提升现场垂直高度。

（2）优化开采，提升生产效率

目前我国急倾斜煤层开采技术相对落后，多数煤矿采用爆破和气动采煤方法。优化开采，首先提高开采机械化程度，部分机械化是指独立考虑改进固井、矿山、运输等方法。一般机械化是应用综合机械化采煤方式，机械化分为破碎煤、装煤、运煤和支护四个领域。评价特定条件下开采的技术条件，寻找最合适的采煤方法，分析工作面开发系统的技术、设备和配置，采取提高生产率的措施，如改善系统连接薄弱、改进工艺系统和采矿技术工作面。例如，增加矿井长度，改进开采工艺，合理确定如何保持矿井工作面。通常，急倾斜煤层上的煤炭延展长度较小，可采储量较小，仅能在几个月内满足正常产量，这导致工作面移动频繁。需要留下大量影响资源回收的保护柱，这不仅影响了矿山的正常生产，而且增加了效率低下的工时，造成了资源的浪费，降低了面设备的使用效率，影响了机械化程度。在生产过程中，需要结合矿山地质条件的变化，提高煤矿延伸长度，不仅能够提升煤矿的储量和使用寿命，还可以减少工作面的移动次数，减少损失。煤炭开采和预制道路的减少增加了矿山的工作时间。矿体长度的增加可能会导致在煤炭开采工作面数量的增加，提高煤矿的生产力。

（3）完善道路规划，优化生产体系。

道路方案的选择应首先满足安全生产的要求，确保每个矿井和每个工作面至少有两个安全出口，并提供完全的压力通风。二是公路布局要与采煤方式相结合，结合采煤技术，充分考虑水平路和斜路的优缺点，避免使用垂直道路。

（4）确定开采的技术参数

工作面开发技术参数由边坡短壁煤开发技术特点决定。在急倾斜煤层上，对采煤技术要求更为严格，采煤时需要铺设大量道路，以及增加斜路的掘路工程。单壁开发需要大量的破孔，在爆破孔设计中需要对爆破孔的配置进行改造和调整，爆破孔装填、装药方式和爆破孔充填方式。将不同的煤矿施工方法和经济技术指标相结合，决定对假边坡进行施工。即工作面主边坡位于类似煤层坡度处，挖至工作面边界，挖至假边坡。主斜坡的煤层向边界倾斜，间隔20至30米。用伪梯度停车时，单砖从路基末端回采停止，确保开采的连续性.

（5）回采技术管理

边坡单壁采煤过程的技术特点要求工艺环节紧密联系，伪坡度短墙开发过程中最重要的操作是固煤和采煤，这也是成本最高的环节。因此，在《矿山安全法》允许的范围内，尽可能多地创造平行作业的条件是必要的，为了缩短周期。劳动组织要根据作业并行运行的特点，设计每个过程的运行时间、工作质量要求等，每个操作都要明确划分，还要与所有操作相匹配。

结语

我国有着悠久的急倾斜煤层的开采历史，由于受到经济、科技、国家产业政策和生产力发展水平等方面的制约，特别是中小企业煤矿。针对矿山开采中存在的技术问题，探讨急倾斜煤层开采的设计要点，以指导急倾斜煤层安全生产，提高企业经济效益。

参考文献

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