大倾角采煤技术的支护技术 研究与推广

大倾角采煤技术的支护技术 研究与推广

马菲菲 褚福标 王 伟

枣庄大兴矿业有限责任公司 , 山东 枣庄 277319

摘要：在现有技术条件下开采或已经带来经济效益的煤层的倾斜度不超过15度。我国已确认的煤储量中有七分之一属于煤层倾斜度较大的部分。随着地下工 作效率的提高和持续的技术更新，符合现有综采条件的工作面储量有时会逐渐减少和枯竭。在这种情况下，为了适应目前可开采煤矿储量中具有较大倾角煤层比例增加的现状，必须开发具有较大倾角的煤层开采技术。为此，本文对大型深层采煤技术的质量研究和普及进行以下讨论仅供参考。

关键词：大倾角采煤技术；质量研究；推广

引言

由于我国全煤开采业快速发展，煤炭资源的生产开采能力也不断增加，浅层煤层储量越来越少，这种情况下必须不断提高对倾角大煤层的生产开采能力。但是随着煤层倾角逐渐增加，实际的煤炭开采工作会遇到一定程度的困难，在这种情况下，充分利用大倾角的煤炭开采技术可以进一步提高煤矿的生产效率。 1大倾角煤层的概念

根据煤层的倾斜程度，通常将煤层划分为三类，分别为不超过25°的缓斜煤层、25°到45°之间的倾斜煤层、不小于45°的急斜煤层。目前为止，大倾角煤层尚无统一定义，煤矿开采行业普遍将倾角为35°到55°之间的煤层称为大倾角煤层。大倾角煤层的开采过程中往往具备以下几个特点：工作面的煤层倾斜角度大于矸石的安息角，这样会导致顶板破裂的岩石沿着工作面的斜度方向自上而下分别形成空顶区、部分填充区、完全填充区以及压实区，如图1所示；综采工作面的底板位移加大，此时如果底板发生破坏，极易造成底板失稳并进一步造成底板、支架、顶板所构成的支护系统失稳，从而引发安全事故；采煤工作面的机械设备由于同时收到顶部岩层的压力与设备自身的重力分力，其滑动与倾翻的危险性大大增加。即使对普通设备增加了常用的稳定装置后，一般也要求工作面倾角不超过35°。

图1大倾角煤层充填区示意图

2大倾角煤层底板-支架-顶板的失稳类型

大倾角煤层综采过程的安全性核心基础在于底板-支架-顶板系统的稳定性与安全性，而其中，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，其类型主要包含图2所示三种。

图2底板-支架-顶板系统失稳类型

3大倾角综采的支架稳定性分析

图3是大倾角支架的受力情况，其中R为支架所受顶板压力，G为支架自身质量。由图可知支架不产生位移的条件是：

R（h2sinθ-l1cosθ）≤G（l2cosα-h1sinα）.式中：θ=arctan（F/W）；R=（F2/W2）1/2。

随着F的增大，与R会同步增大，从而导致R（h2sinθ-l1cosθ）增大，此时上述不等式成立的可能性就越小，由此可知，随着煤层倾角的增大，支架失稳的可能性就越高，从而使得整个支架往下倾翻栽跟头的概率越高。此时，在移架作业过程中必须采取适当措施防止支架失稳，常用措施包含以下几种：一是移架作业过程中要及时调整支架以确保支架与煤层时刻保持垂直状态；二是移架过程中严控每次支架降低的高度，在带压状态下擦顶移架，移架到位后及时升压升高，坚决执行小降快拉、立即支护的作业准则；三是要对出现咬架或倾斜等不良现象处及时处理，通常采取的方法是单体支柱扶正。

图3大倾角支架受力情况示意图

4大倾角煤层开采方法

大倾角煤层的特定特征与相关采矿设备、技术特征完全相结合，可以使用多种采矿方法。目前，在整个煤炭领域，障碍煤开采法、阶梯式煤开采法、严废纸煤炭法等在倾斜角度较大的煤层开采工作过程中得到了非常广泛的应用。大多数情况下，在实际开采倾角较大的煤层的过程中，必须充分结合现有的煤矿技术与各层的具体特征，最终决定合理的开采方法。大倾角煤层开采工作全面适应煤层厚度，适应煤层倾角，适应矿井升降运输方式有几个基本原则。这样才能进一步提高大倾角煤层采煤工作的效率，并充分保证大倾角采煤工作的安全性和运行性。

5、大倾角采煤技术的推广分析

首先，必须要实现对采煤机的灵活应用，工作面实际坡度应充分组合合合理应用采煤机。实际采煤工作过程中，如果实际采煤作业过程中综采工作面的坡度超过了30º，实际上采取倾斜角大的煤层的过程中，采煤机必须单向切煤。在上行链路过程中，采煤机保持空转，完成浮煤清洗。采煤作业过程中综采工作面的倾角没有超过30º，采煤机在向下进行割煤作业20m后割煤机，继续采煤工作。在全面采煤工作过程中，相关人士必须在支援下完成所有工作流程。

其次，在刮板机运行的过程中要尽量减小作业过程中的倾斜角度。而且为了有效的进一步提升溜子的防滑性能，必须正确应用支架，并将插孔与相关连接设备完全结合。可以将千斤顶与过桥板的某一段进行连接，充分利用千斤的另一段来进行溜子底座的固定。实际长度必须设置为采煤工作情况的完美组合，以确保整个工作面在推进过程中溜子不会出现下滑现象。

最后，要尽可能的提升液压支架的性能。大倾角煤层采煤工作中，液压支架的性能发挥了重大作用，主要是因为在大倾角煤层采煤工作中，液压支架的固定和支撑方式会直接受到影响。而充分利用增设排头支架的方法就可以进一步提升液压支架的性能，就是说在工作面溜子头的周边区域设置相应的排头支架，并将其牢固地固定住，从而构建完整的支撑系统，以便在不同的支架之间形成良好的支撑。您还必须充分结合头支架设置的相关标准，使工作平面的支架成为直线，从而有效地提高液压支架的性能。

6大倾角采煤的安全管理

开始大倾角采煤技术重大推广工作之前，应根据大倾角采煤技术应用的主要特点，执行必要的技术安全管理任务，确保大倾角采煤技术的正确应用。具体来说，对大型深层采煤技术的安全管理是在技术应用本身上进行优化分析方案。另一方面，大型深层采煤技术所需的管理工作主要应在煤矿开采过程中应用该技术所需的总体规划和设计，以及确保技术应用完整性和效率的技术应用的优化管理中完成。大倾角采煤技术优化管理，以煤矿开采工作的各个方面为起点，重点分析相应的工作过程和主要内容，在特定煤矿开采管理过程中逐步深入推进大倾角采煤技术的应用。另一方面，大型深层采煤技术的安全管理工作也要从煤矿企业的管理体系开始，重点建立和推进具体的安全生产管理体系。具体来说，为了改善大型深层煤矿技术的安全管理制度，煤矿企业首先要提高安全生产的比重，关注煤矿开采工作的安全性。只有这样，在实施大型深层煤矿技术的过程中，才能保证员工的生命安全。煤矿开采工作也可以合理推进。第二，在健全的技术安全管理体系中，必须普及和实施适当的煤矿技术规范，并多方面保证煤矿开采的安全。总之，应用大倾角采煤技术的安全技术管理工作必须从特定煤矿开采过程开始，在分析主要工作环节的基础上实现大倾角采煤技术的高效应用。

结束语

综上所述，通过大倾角采煤技术的应用与推广研究，不仅在煤矿工作等方面取得了煤矿企业的进步，还有助于提高煤矿开采效率和维护开采安全。大倾角采煤技术应用推广的研究必须与实际应用条件的变化相结合，不断优化，以丰富的应用经验为途径，最终形成系统理论促进技术发展。

参考文献

[1]王明.大倾角综合机械化采煤技术与安全管理[J].山东工业技术,2018(23):53.

[2]史之印,张思鑫.大倾角采煤技术的应用、推广和安全管理[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2018(10):151-152.

[3]雷海东.大倾角采煤技术的应用及安全管理[J].内蒙古煤炭经济,2017(20):76+91.

[4]赵红强.中国大倾角采煤技术的应用与推广[J].能源与节能,2017(09):172-173.

[5]张洋.煤矿大倾角采煤技术[J].能源与节能,2017(07):182-183.

[6]伍永平.大倾角煤层开采“顶板-支护-底板”系统的动力学方程[J].煤炭学报，2016，30(5)：685-689．