李成立
龙煤集团七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿（161400）
【摘 要】受地质构造影响，局部地区易形成倾角大的急倾斜煤层，急倾斜煤层一般属于难采煤层，具有支架稳定性差、机械化程度低、回采效率低和安全状况差等问题。本文针对中厚不稳定急倾斜煤层开采工艺进行了详细分析和优化，来提高中厚不稳定急倾斜煤层的开采效率。
【关键词】急倾斜；中厚；不稳定；采煤方法
1.引言
急倾斜煤层采煤方法较多，然而，在急倾斜煤层采煤方法改革的过程中，人们往往只注重工艺的创新，而忽视了采场围岩运动规律的研究，因而难以从根本上改善急倾斜煤层的开采效果。
2.中厚不稳定急倾斜煤层的采煤方法
2.1 中厚不稳定急倾斜煤层走向长壁采煤法
此采煤法主要包括：倒台阶采煤法、俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法、普通机械化走向长壁采煤法和综合机械化走向长壁采煤法。
倒台阶采煤法具有巷道布置、通风系统简单、掘进率低、采出率高、对地质条件变化适应性较强等优点，但是，这种采煤方法不利于实现采煤机械化。
俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法将工作面按照直线形以俯伪斜方向布置，沿走向推进；用分段水平密集支柱切顶、挡矸、隔离采空区和回采空间，工作面分段破煤，煤炭自溜运输。这种采煤方法的优点是：工作面沿俯伪斜直线布置，减少了煤、矸的下滑速度，可防止冲倒支架和砸伤人员，改善了工作面安全生产条件；同时因工作面伪斜直线布置，改善了工作面顶底板受力状况，相对增加了稳定性，不易出现大面积推底和顶板拉裂现象。这种采煤方法存在的主要问题是：工作面回柱工作量很大，工人操作不够方便；分段密集下方的“三角区”通风条件较差、易积聚瓦斯；煤层顶板有淋水时，劳动环境差。俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法通常用于顶板中等稳定，煤壁易片帮，采高不超过2.0 m的低瓦斯急倾斜煤层。
综合机械化走向长壁采煤法将工作面沿煤层的倾斜方向以真倾斜方向布置，沿走向推进；从支架的整体性上做好防滑工作，大大改善了工作面的作业环境，但这一方法目前只在煤层倾角小于60°的条件下试验成功，煤层厚度在中厚以下。
2.2 掩护支架采煤法
掩护支架采煤法主要以伪倾斜掩护支架采煤法为主，伪倾斜柔性掩护支架采法具有走向长壁采煤法的某些特点，采煤工作面按伪倾斜方向布置，沿走向推进。利用掩护支架把工作空间与采空区隔开，大大简化了复杂繁重的顶板管理工作，为安全生产创造了良好条件；该采煤法存在的主要问题是：掩护支架的结构固定、不能调宽，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性较差；采煤工艺尚待实现机械化；工作面基本上是单点出煤，限制了这种采煤方法各项技术经济指标的进一步提高；在含有夹石的煤层中使用这种方法无法排除矸石，降低了煤质；工作面煤尘大，工作环境较差。
2.3 全伪斜采煤法
全伪斜采煤法又称伪倾斜巷道采煤法的主要特点是：在急倾斜煤层中应用成组的伪倾斜巷道（即斜坡巷道和回采斜坡）按一定垂高把煤层切割成许多斜形条带，逐次用爆破落煤方法回采，工作面采落的煤经过一系列斜巷直接自溜运输到装车站的煤仓（或溜煤眼），在采区内形成从掘到采连续的无动力运输，用比较简单的采煤方式把煤采出。
这种方法的主要优点是产量、回采工效比较高，消耗少、成本低，工序少、工艺方式简单，易于适应地质条件的变化。主要缺点是存在着采空区和巷道上方空顶处瓦斯积聚的危险；在25°的斜坡巷道内由上而下进行回柱作业，工作困难且不安全；崩落顶煤时其上方矸石也随之冒落，使煤矸混杂，严重影响煤质。
2.4 巷道放顶煤采煤法
急倾斜煤层巷道放顶煤是在一个采区内沿倾斜方向按照一定的标高（15-30m）划分若干个区段，在每个区段的下部布置放煤巷道，放煤巷道的两端分别与采区内的进回风系统相联，构成全风压通风系统。所有的工艺和工序都在放煤巷道内进行，顶煤开采在巷道内侧帮全长内以一定间距布置放煤小眼，利用矿山压力作用或辅以人工松动的方法，使巷道上方顶煤破碎，堆于采场，临时支撑顶、底板。
以一定的放煤管理制度打开放煤小眼的闸门，破碎煤体及其上覆顶板垮落矸石利用自重近似水平状态下移，并且沿放煤巷道走向全长通过放煤小眼将松散的煤体均匀放出，放煤巷道实际上是在松散煤体的保护下的一种沿空留巷方式。因此，巷道放顶煤采煤法综合应用了综采放顶煤开采理论和急倾斜煤层沿空留巷理论，是放顶煤技术和沿空留巷技术的综合运用。
3 中厚不稳定急倾斜煤层采煤方法改进方向
3.1 提高安全性，改进通风系统与方式
急倾斜煤层多属“难采煤层”，多数矿井形成了生产分散、复杂、多水平、多采区、多采面的多级、多环节的生产系统。在通风系统方面，串联风、下行风现象比较普遍，甚至有些采煤方法工作面不具备2个安全出口的要求，因此要求首先必须解决通风系统问题，提高通风系统的安全性、可靠性。
3.2 提高开采强度，提高单产、效率
在一定的条件下，寻求最适宜的采煤方法，并且通过对工作面开采工艺、设备及系统配置的分析，采取改造系统的薄弱环节、完善工艺系统和开采技术等措施来有效地提高工作面单产。
3.3 加大采区走向长度
通常情况下，中厚不稳定急倾斜煤层采区的走向长度比较小，可采储量少，只能满足几个月的正常生产，造成采面搬迁频繁，而且需要留设大量的保护煤柱，影响资源回收率。这不仅影响矿井的正常生产，增加无效工时，同时，也造成了资源浪费，降低了工作面设备的使用效率，影响机械化程度的提高。
3.4 尽量实现机械化
中厚不稳定急倾斜煤层的采煤机械化是实现高产高效、高安全性和高可靠性的物资基础，同时也是中厚不稳定急倾斜煤层开采的发展目标和主要难点，国内急倾斜薄及中厚煤层机械化方面已经进行过一些成功试验，如果能在这些成果的基础上，组织企业内部的技术力量进行采煤机械化的试验，具有突破或创新的可能，这将促进急倾斜煤层开采技术的总体进步。
4 中厚不稳定急倾斜煤层采煤方法优化方法
采煤方法的优化主要从采区划分、回采工艺和巷道布置方式等方面来考虑。
4.1 合理划分采区，适当加大采区
尽量加大采区，加大采区的煤炭储量。划分采区时，在生产设备及回采工艺满足的条件下，尽量避免人为地划分采区边界，适当加大采区的走向长度，加大阶段垂高。
4.2 优化回采工艺，提高生产效率
要提高矿井开采的机械化程度，可以从局部机械化和整体机械化两个方面来考虑，局部机械化指的是从支护方式、落煤方式以及运输方式几个方面单独考虑改进方法，以提高矿这几个方面的机械化程度。整体机械化指的是试验采用综合机械化采煤方式，从破煤、装煤、运煤以及支护四个方面来实现机械化。
4.3 改进巷道布置，优化生产系统
选择巷道布置方式时，首先，要满足安全生产的要求，保证每个采区、回采工作面均至少有二个安全出口，实现工作面全负压通风；其次，巷道布置方式要与采煤方法一致，同回采工艺结合，充分考虑水平巷道、倾斜巷道各自的优缺点，尽量不采用垂直巷道，提出系统简单、布置合理的准备、回采巷道。
5.结语
急倾斜中厚煤层由于倾角大给工作面顶板管理、设备运行等带来了一系列困难，作为一名矿山技术人员，我们要不断总结开采经验，加大对急倾斜中厚煤层的开采技术研究，选择符合实际的开采工艺，提高资源的利用率。
【参考文献】
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[2]陈炎光，钱鸣高.中国煤矿采场围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1994.
[3]钱鸣高，缪协兴，许家林.资源与环境协调（绿色）开采[J].煤炭学报，2007，32（1）：1-7.
作者简介
李成立（1985年4月），男，采矿工程 工程师，2010年毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业，现工作于龙煤集团七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿，主要负责采区安全生产管理工作。