不稳定型急倾斜煤矿开采技术的可行性分析

不稳定型急倾斜煤矿开采技术的可行性分析

摘要：煤炭在我国国民经济发展中占有重要的地位，因此，煤炭开采技术的研究一直是人们关注的焦点。本文归纳和总结了不稳定型急倾斜薄煤层的基本特征，在此基础上，以煤矿的实际生产为依据，研究了不稳定型急倾斜薄煤层的实用开采技术，试图从中找到解决开采急倾斜薄煤层的技术问题。

关键词：不稳定型；开采技术；急倾斜薄煤层

中图分类号：td82文献标识码： a 文章编号：

据有关部门统计，2011 年我国全年进口煤炭1.82 亿吨，同比增10.8%；出口煤炭 1466 万吨，下降 23%；净进口 1.68 亿吨，增15.2%。2011 年大型煤炭企业产量 21.8 亿吨，同比增 10.9%；电力、钢铁、建材和化工行业耗煤分别增长11.4%、6.8%、7.4%和13.5%。截至去年 12 月末，全社会煤炭库存 2.53 亿吨，比年初增长16.6%。随着煤炭资源不断的被开采，赋存条件好的煤层越来越少。煤炭开采技术的革新，让煤炭开采工作由简单的地质层深处逐步向结构复杂的内部扩展延伸。在地质层内部，大部分都是断层结构，导致矿井地压显著增大，所以，煤炭开采的难度逐渐的增大。伴随经济的快速发展，煤炭的需求量呈现逐年增加的趋势。表层煤炭资源的缺乏，决定了对赋存条件差、地质构造复杂的煤层的开采势在必行。

1 煤层的分类

煤层的稳定性可分为四种类型：①稳定型：煤层厚度和煤质变化很小，或变化规律明显，结构简单到较简单，全区可采或基本可采；

②较稳定型：煤层厚度和煤质均有一定变化，但规律性较明显，结构简单到复杂，全区可采或大部分可采，在可采范围内厚度变化不大；③不稳定型：煤层厚度或煤质变化较大，无明显规律，结构复杂到极复杂，常有煤层不符合工业指标要求的地段出现，包括难以分层对比而可以进行层组对比的复煤层；④极不稳定型：煤层厚度和煤质变化极大，一般不连续，很难找出规律，可采块段分布零星，包括层组对比也有困难的复杂结构煤层。

就目前而言，在全国原煤总产量中，不稳定型煤层的开采量所占的比重并不是很大，之所以要研究这个问题，一方面，开采不稳定型煤层是实际开采中普遍遇到的问题，另一方面，研究开采不稳定型煤层技术也是应对日后煤矿紧缺、深层作业的必要途径。此外，在我国东南海的部分省市，开采的煤矿大多都是不稳定型煤层。所以，对不稳定型煤层的开采技术具有极其显著的现实意义。不稳定型煤层独特的特征，决定了对不稳定型煤层的开采，不能使用单纯的普通煤矿的开采方法。在长期的生产实践中，工程技术人员总结出了一套开采不稳定型煤层经验：

①充分利用已获得的地质勘测资料，结合煤矿自身的特点，选择性的应用它们去指导煤矿工作的开展。②要加强对地质工作的监督，持续、不间断的收集和分析从建井到矿井投产过程中所有的地质资料。③合理的布置巷道的密度。④巷道的布置与地质结构特点

要相符。

2 急倾斜薄煤层的定义

在世界范围内，对薄煤层的定义存在差异。在我国，通常把煤层厚度低于 1.3 米以下的称为薄煤层，前苏联为1.2m 以下，波兰为1.0m 以下，而比利时为 0.6m 以下。急倾斜薄煤层的倾角大于 45 度，是不稳定型煤层的代表。

急倾斜煤层倾角大的特点，决定了它的在开采技术的是设计上与倾斜煤层有所差异：（1）急倾斜煤层采下的煤块能顺着通道自动滑落下来，地面装运工作相对简单，但煤块容易滑出通道外而撞到支架，甚至伤到工作人员，存在安全隐患。（2）急倾斜煤层的顶底可能向煤层倾斜的方向移动，导致护巷煤柱支撑不住而出现塌落，回采和支护工作的难度变大了。

3 不稳定型急倾斜煤层开采技术的设计

地质条件的差异，决定了急倾斜煤层的开采技术和赋存条件简单的缓倾斜煤层的开采技术在采煤方法上有所不同。根据多年的实践经验，现在对不稳定型急倾斜煤层的采煤主要以爆破为主。以某煤矿为例：随着表层煤矿的开采和矿井水平的提高，煤矿开采逐步深入地质内部，煤层的结构发生了很大的变化，大多数都是急倾斜薄煤层。通用的壁式采煤法和中深孔爆破采煤法不再适用。工程技术人员根据煤矿自身的特点，对急倾斜煤矿薄煤层的开采方法进了改进，找到了一种新的巷道布置形式和采煤方法：

3.1 采煤方法的确认

案例煤层的地质条件是：煤层的地质条件为：延二采区±0-50，回采面位于延二±0 水平，东至+60 水平，西至±0 水平，北至±0-50石门，南至f65 断面。顶板比较完整，含黄铁结核层，但在回采过程中很容易坍落。回采面煤层厚度为0.8-0.9m，倾角达到了70 度以上，回采面斜长75 米，整体煤质坚硬，在回采面的向前推进工作中，经常碰到错动层和小断层。在这种情况下，原来设计的斜坡中孔采煤法不再适用该类型煤层的开采。结合该煤层的特点，考虑了现有采煤技术和经济成本后，决定采用伪倾斜斜坡短壁采煤法。

3.2 开采技术参数的设定

根据伪倾斜斜坡短壁采煤法的要求和特点，技术人员设计了开采技术参数。这种采煤方法对采面的各项技术要求都比较严格，它要求布置较多的顺槽和炮眼，要对炮眼布置、装药方式等炮眼设计的技术参数重新进行设定和调整。综合考虑后，决定采用伪倾斜开顺槽方式，具体的操作是：把工作面主斜坡布置为沿煤层伪倾斜 23°-24°，一直推进到工作面边界上，再在主斜坡上间隔 25m-35m 沿煤层伪倾斜25°挖掘数条斜坡，同上一直推进到工作面边界上。回采过程中，应分斜坡自上而下逐段用伪倾斜短壁采煤法进行回采。需要注意的是，第一斜坡和第二斜坡的同时进行，以保证整个回采工作的连续性。

3.3 技术安全管理措施

回采工艺技术管理的核心：要煤矿安全管理规程为依据，合理的

设计平行作业，尽可能的缩短循环作业所用的时间。要根据工序平行作业的特点，安排各个工序的作业时间以及工作质量，做到各岗位既要分工明确、各司其责，又要能有需要时相互协作，保证保量的完成整个循环作业。采用点支柱支护及木板背帮的设计，能及时有效的控制回采工作面顶、底板和上煤帮。放炮后的超前支护突出了控顶和互帮，比中孔采煤法爆破更具安全性。采用斜坡短壁伪倾斜回采中，分区管理的方式缩小了控顶的面积，减少了采空区特殊支护的数量，坑木消耗的减少降低了成本。此外，在回采面质量安全管理中，在每班都设立质检人员，做好自身工作的同时，还能相互监督，确保了支护的质量，及时对损坏了的支架进行检修，避免了不安全隐患的发生。

结束语

不稳定型急倾斜煤矿开采技术的研究是一个长期的过程，只有充分把握好开采技术设计这一环节，才能保证开采工作的顺利进行。在不稳定型急倾斜煤层的开采中，伪倾斜斜坡短壁采煤法，能有效的帮助解决急倾斜薄煤层的开采问题，明显提高了煤炭的开采效率。

参考文献：

[1]刘栋．不稳定煤层的爆破采煤[j]．煤炭技术，2010(7)：78．

[2]赵景镛．不稳定煤层开采方法[m]．徐州：中国矿业大学出版社．2010(7)：78．

[3]徐永圻．煤矿开采学[m]．徐州：中国矿业大学出版社，2011：