傾斜長壁采煤技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)三百子煤業(yè)有限公司 山西 036700）

引言

不同類型的地質(zhì)情況，不同類型的開采需求，在選擇使用傾斜長壁采煤法時(shí)，有著不同的設(shè)計(jì)，煤礦企業(yè)應(yīng)從實(shí)際地質(zhì)條件出發(fā)，在保證開采安全性的基礎(chǔ)上，綜合分析經(jīng)濟(jì)等各個(gè)方面的成本，科學(xué)選擇使用傾斜長壁采煤法，更好提升煤炭資源開采的質(zhì)量和效率。

1.傾斜長壁采煤法技術(shù)選擇

(1)仰斜開采和俯斜開采的選擇要點(diǎn)

從當(dāng)前傾斜長壁采煤法的使用情況來看，根據(jù)煤層傾向和工作面實(shí)際推進(jìn)方向的差別，整體可分為仰斜開采、俯斜開采及兩者混合式開采等方式。選擇使用混合式開采的方式，主要是工作面處于相鄰位置，選擇俯斜開采與仰斜開采相交替的接替方式，可取得較好的接替效果。從俯斜開采與仰斜開采實(shí)際操作來看，兩者有著不同的適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)。

對(duì)于仰斜開采而言，其主要優(yōu)勢是頂板淋水可以直接進(jìn)入到采空區(qū)中，因此，工作面整體的工作環(huán)境相對(duì)較好，裝煤效果也較好，對(duì)于煤體自重可實(shí)現(xiàn)充分應(yīng)用，裝煤效率提升明顯，工作面殘留的煤量也相對(duì)較小。特別是采空區(qū)選擇使用充填法進(jìn)行開采時(shí)，整體的便利性非常明顯，也可以便捷向采空區(qū)進(jìn)行灌漿，對(duì)采空區(qū)火災(zāi)可實(shí)現(xiàn)較好的預(yù)防。但在仰斜開采過程中，也有著自身的不足之處，例如，若存在與工作面相平行的節(jié)理存在，煤壁容易出現(xiàn)片幫風(fēng)險(xiǎn)，特別是若頂板有局部變化出現(xiàn)，在支架的前方容易形成冒頂區(qū)域，若煤層整體的傾角相對(duì)較大，在落煤時(shí)，煤炭資源容易進(jìn)入到輸送機(jī)采空區(qū)的位置。此外，大量實(shí)踐表明，選擇使用仰斜開采時(shí)，若煤層的傾角超過了17°，采煤機(jī)容易出現(xiàn)翻車問題。綜上分析，煤礦企業(yè)在選擇使用仰斜開采方式時(shí)，一般要求煤層賦存應(yīng)當(dāng)較為穩(wěn)定，煤質(zhì)的硬度也應(yīng)當(dāng)偏大，不容易出現(xiàn)片幫的問題。對(duì)于煤層的厚度，應(yīng)當(dāng)以中厚以下為主，煤層的頂板、底板也應(yīng)當(dāng)能夠較好滲水，通常情況下，角度應(yīng)控制在17°之內(nèi)，若角度在12°之內(nèi)，整體的開采效果更佳。

對(duì)俯斜開采而言，其優(yōu)勢也較為明顯，選擇使用俯斜開采工藝，對(duì)于梁端冒頂事故能夠?qū)崿F(xiàn)較好避免，對(duì)于煤壁片幫問題也可以實(shí)現(xiàn)較好的避免。在采煤工作面也不容易出現(xiàn)瓦斯積聚問題，通風(fēng)安全效果較好，在推溜和移架時(shí)，所需要施加的壓力較小。同時(shí)，因?yàn)椴擅簷C(jī)重心整體向煤壁傾斜，出現(xiàn)傾倒、翻轉(zhuǎn)的可能性偏少，因此，采煤機(jī)在工作面有著相對(duì)較好的工作狀態(tài)。但是從俯斜開采情況來看，缺點(diǎn)也較為明顯，工作面在沒有進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，煤層頂板、底板在滲水的影響下，整體的工作面環(huán)境會(huì)出現(xiàn)明顯惡化，對(duì)工作面設(shè)備運(yùn)行環(huán)境帶來了較大負(fù)面影響。同時(shí)，也表現(xiàn)出突出的工作面裝煤效果不佳的問題。采煤機(jī)在工作中容易出現(xiàn)斷鏈或者掉道的問題，導(dǎo)向裝置在工作過程中也出現(xiàn)了較為明顯的磨損問題。綜上分析，技術(shù)人員選擇使用俯斜開采的方式，通常情況下，煤層的厚度應(yīng)當(dāng)較厚，煤質(zhì)也應(yīng)當(dāng)相對(duì)松軟，特別是容易出現(xiàn)片幫的煤層，選擇使用該開采方式，可以取得較好的開采效果。由于瓦斯密度相對(duì)于空氣較小，因此，若煤層瓦斯?jié)舛认鄬?duì)較大，選擇使用俯斜開采方式在防治瓦斯方面要好于仰斜開采。對(duì)于煤層滲水性、頂板與底板滲水性要求較高。對(duì)于煤層角度的選擇，一般情況下，角度也應(yīng)當(dāng)控制在17°的范圍內(nèi)，以12°以內(nèi)為最佳。

對(duì)于兩種模式混合開采來看，整體的開采優(yōu)點(diǎn)非常明顯，對(duì)于仰斜開采、俯斜開采的優(yōu)點(diǎn)在混合開采情況下，均有著明顯的效果。特別是對(duì)于傾角相對(duì)較小的煤層，在對(duì)回風(fēng)大巷、進(jìn)風(fēng)大巷進(jìn)行布置時(shí)，可采用圖1的方式進(jìn)行布置，形成俯斜開采、仰斜開采相互結(jié)合的開采方式，從工程實(shí)踐表明，選擇使用混合布置的方式，有利于回采期間的分帶運(yùn)輸斜巷和分帶回風(fēng)斜巷的維護(hù)。

圖1 仰斜與俯斜混合開采方式

(2)分帶前進(jìn)式開采和分帶后退式開采選擇要點(diǎn)

根據(jù)工作面推進(jìn)方向和帶區(qū)共用巷道或者與水平運(yùn)輸大巷共用巷道之間的位置關(guān)系，可以將傾斜長壁采煤法分為分帶前進(jìn)式開采、分帶后退式開采及兩者混合式開采的方式。具體的選擇要點(diǎn)為：

對(duì)分帶前進(jìn)式開采，從運(yùn)輸巷道中設(shè)置的聯(lián)絡(luò)巷位置開始，將回風(fēng)斜巷與分帶運(yùn)輸斜巷開掘出來，在與運(yùn)輸巷道保護(hù)煤柱的位置，通過開切眼的方式，將兩個(gè)巷道連接為一個(gè)巷道，在將設(shè)備按要求布置到位后，向著分帶與運(yùn)輸巷道相同的方向進(jìn)行推進(jìn)，然后進(jìn)行回采，形成分帶前進(jìn)式開采，部分情況下，可形成一次性掘出，或者采用沿空留巷的方式，將相鄰分帶回采巷道掘出來。選擇使用這種方式的優(yōu)勢也相對(duì)明顯，工作面可以較早投入到生產(chǎn)中，出煤的速度也相對(duì)較快。隨著工作面的不斷推進(jìn)，需要在采空區(qū)的邊緣位置將回采巷道留出來，但是對(duì)巷道支護(hù)有著較高的要求，支護(hù)技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，所需要的維護(hù)費(fèi)用也相對(duì)較高。因?yàn)楣ぷ髅婧筮呂恢玫牟煽諈^(qū)邊緣巷道有出現(xiàn)漏風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)，采空區(qū)中滯留的瓦斯也會(huì)進(jìn)入到回風(fēng)流、進(jìn)風(fēng)流中，整個(gè)工作面通風(fēng)的難度相對(duì)較大，因此，對(duì)采空區(qū)防滅火工作提出了較高的要求。此外，因?yàn)椴扇〉氖沁呴_采邊掘進(jìn)巷道的方式，采煤與掘進(jìn)之間有著明顯的干擾問題，整個(gè)采掘施工管理難度相對(duì)較大。因?yàn)闆]有預(yù)先將工作面前方的回采巷道開掘出來，所以，對(duì)于工作面之前的地質(zhì)變化情況較難掌握，非常不利于形成穩(wěn)定的生產(chǎn)關(guān)系，因此，從國內(nèi)煤礦開采情況來看，該種開采方式，在我國整體使用量相對(duì)偏少。

對(duì)于分帶后退式開采，從開掘運(yùn)輸巷聯(lián)絡(luò)巷開始，將分帶從開切眼的位置、回風(fēng)斜巷位置、運(yùn)輸斜巷等位置開始，將設(shè)備布置到對(duì)應(yīng)的位置之后，從運(yùn)輸巷道逐漸進(jìn)行推進(jìn)、回采，形成分帶后退式回采的模式。選擇使用這種模式，由于將回采斜巷一次性全部掘進(jìn)出來，能夠提前將煤層的變化全部探明，掘進(jìn)施工和回采使用之間沒有任何干擾，因此，整個(gè)工作面接替的連續(xù)性較好，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)生產(chǎn)。同時(shí)，完整煤體中回采斜巷容易進(jìn)行維護(hù)，開采之后就報(bào)廢。但是，從實(shí)際開采來看，因?yàn)榍捌谛枰木蜻M(jìn)施工量相對(duì)較大，工作面準(zhǔn)備時(shí)間也非常長，也帶來了一定的弊端。

對(duì)于混合式開采。為有效將工作面搬遷距離縮短，對(duì)巷道掘進(jìn)工作量有效減少，煤礦企業(yè)可選擇使用后退與前進(jìn)相結(jié)合的方式，形成混合式開采，對(duì)于優(yōu)勢與劣勢，在一定程度上可實(shí)現(xiàn)有效“中和”，取得較好的開采效果。

2.提升傾斜長壁采煤效果的相關(guān)措施

首先，持續(xù)加大對(duì)傾斜長壁采煤技術(shù)的研究，很多情況下，該項(xiàng)采煤方法是否適合煤礦，需要進(jìn)行深入的研究分析。在具體實(shí)施中，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合自身地質(zhì)條件，通過采取自身深入研究或者與高校、煤炭類科研院所進(jìn)行合作的方式，精準(zhǔn)掌握該項(xiàng)技術(shù)是否適合煤礦企業(yè)使用，若符合使用條件，具體的支護(hù)參數(shù)、開采設(shè)備、通風(fēng)類型等也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，推動(dòng)采煤方法與實(shí)際工程使用相匹配。其次，持續(xù)加大對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)力度。針對(duì)當(dāng)前傾斜長壁采煤在煤礦開采中取得較好效果的實(shí)際，對(duì)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加大培訓(xùn)力度，通過多方面培訓(xùn)的方式，精準(zhǔn)掌握傾斜長壁采煤方法具體的操作技術(shù)要點(diǎn)，為傾斜長壁采煤方法作用的發(fā)揮更好的貢獻(xiàn)力量。此外，對(duì)傾斜長壁采煤方法在具體使用過程中，各項(xiàng)技術(shù)措施落實(shí)情況，全面加強(qiáng)監(jiān)督與管理，推動(dòng)各項(xiàng)技術(shù)措施能夠嚴(yán)格按照要求落實(shí)到位。

3.結(jié)束語

綜上分析，在當(dāng)前開采技術(shù)條件下，選擇使用傾斜長壁采煤法已經(jīng)較為成熟，但是從該方法的具體使用情況來看，在很多方面還有著較大的提升空間，煤礦企業(yè)應(yīng)堅(jiān)持原則性與靈活性的統(tǒng)一，不僅對(duì)具體的傾斜長壁采煤法進(jìn)行科學(xué)選擇，同時(shí)也可以將傾斜長壁采煤法與其他開采方法配合使用，更好提升煤炭資源開采的質(zhì)量和效率。