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摘要：大倾角煤层开采在我国部分矿区大量实践，并具有广泛的发展前景。通过对我国大倾角煤层采煤方法的发展历程和大倾角煤层综合机械化开采现状的分析及评价，指出了大倾角综采工作面实现“安全、高产、高效”开采的关键技术点在于：①系统掌握大倾角煤层采场矿压显现规律；②进一步革新采煤方法；③提高工作面综采设备的稳定性。并对解决大倾角厚及中厚煤层综合机械化开采关键技术难题的可行途径进行了探讨，提出了从研究矿山压力规律入手、发展创新采煤方法和优化工作面“三机”配套的综合解决方案，为大倾角煤层的优化开采提供了依据。
关键词：大倾角；煤层；综合机械化开采；关键技术
1 引言
煤层地下走势复杂多变，尤其是大倾角煤层，是世界上公认最难开采的煤层。在二十世纪70年代，国外就针对大倾角煤层的开采技术进行研究，但一直进展缓慢。大倾角煤层在人工开采过程中，作业环境恶劣，且工人的劳动强度大，这造成了开采的效率极为低下，因此，机械化开采工艺在大倾角煤层中的应用十分必要。
2 大倾角煤层开采概述
2.1 大倾角煤层的概念
我国的煤层按照不同的赋存倾角分为了许多层，其中赋存倾角的角度在0-25°之间的煤层被称为缓倾斜煤层，赋存倾角的角度在25-45°之间的煤层被称为倾斜煤层，而赋存倾角的角度在45-90°之间时煤层被称为急倾斜煤层。但是在相关的规范标准中并没有对大倾角煤层进行具体的说明，最常见的说法就是，埋藏倾角大于35°的煤层就被称为大倾角煤层。
2.2 大倾角煤层开采的基本特征
在大倾角煤层的工作面开采并不是一项简单的工作，通过大量的大倾角煤层开采现场来看，大倾角煤层开采的基本特征如下所示：（1）顶板破断岩石的移动，在大倾角煤层的工作面开采过程中，大倾角煤层的顶板破断岩石会沿着大倾角煤层的工作面向下滚动，从而在大倾角煤层的工作面形成一道不均匀的填充带，这道不均匀的填充带是指大倾角煤层的工作面的下部是填实的，工作面的中部则是填满的，而工作面的上部则是悬空的。这样就会对大倾角煤层的工作面倾斜方向的顶板和顶板的覆岩层移动。（2）底板失稳，大倾角煤层的工作面开采时会加快大倾角煤层的工作面底板的移动，从而大倾角煤层的工作面底板的变形和破化的可能性不断的增大。如果大倾角煤层的工作面底板被破坏，就会导致大倾角煤层的工作面底板向下滑移，这就会增加大倾角煤层倒塌的可能性，大倾角煤层的工作面底板也会在大范围内失去稳定性。（3）支护系统失去稳定性，在大倾角煤层的工作面开采中有可能导致工作支架以及工作面的设备发生倾倒，这就会在很大程度上影响大倾角煤层的工作面支护系统的稳定性。
3 大倾角煤层机械化开采的关键技术
3.1 大倾角机械化开采技术在回采工艺中应用的分析
在回采工艺中，大倾角机械化技术主要是采用单向向下割煤法，再加上与上行跑空法进行结合，就可以组成完整的回采工艺。首先，在进行割煤时，因为煤层的倾角比较大，为了防止大块的煤矸在机械运动中滚落，砸伤操作人员，需要在工作时，在机械的上方设立支架，尤其是驾驶员的上方。驾驶员可以通过对遥控器的操作，遥控设备工作。当发生紧急状况时，可以根据情况对按钮进行直接操作。其次，在采煤的过程中，工作面的最大坡度一般在45o左右，为了保证机械不产生下滑的现象，在割煤前，要注意护帮板的收回状况，及时收回护帮板能够有效避免对顶梁的破坏。
3.2 推移刮板输送机
采煤过程中，脱节是一个较为严重的问题，为了防止这个问题的出现，要时刻控制好机头和机尾的方向。这样，就可以保证机器不会向中间滑动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果中部槽子脱节严重，有可能就会造成卡链的状况，这样不仅严重影响到设备的正常工作，还很容易威胁到工作人员的生命安全。因此，在工作过程中要保证支架与机械之间的连接能够稳定。
3.3 回采的顶板管理
对顶板的管理是在煤矿回采过程中的一个难点。在大倾角的重力作用下，更增加了技术难度。因为在重力的作用下，煤壁很容易形成片帮的现象，甚至有可能产生垮落现象。尤其是在没有支护的保护作用下，这种现象发生的概率会增加，程度也相对严重。另外，在回采过程中煤壁发生垮落还会导致支架两端的距离会越来越大，长此以往，就有可能发生漏顶事故，一旦漏顶事故发生，就会造成不可估量的人员伤亡。因此，在工作中，要能够把握工作面回采的整体情况，随时注意支架两端的距离大小，做好顶板的管理。在一般情况下，上下出口的超前距离都不会超过15m。
3.4 预防滚矸
在大倾角煤层的开采过程中，需要严格控制矸石在工作面上的滚动距离，保证人身安全。因此，在工作前，可以设置挡矸的措施，并且为了安全起见，还要在每15m处，再重新设置一组安全措施。而且在中间部分还需要对输送机进行固定，防止输送机的滑落。另外，在采面的倾斜方向上也需要设置挡矸栏。挡矸栏适宜选用具有柔韧性的材料，最好是钢丝制作的绳网或者是尼绒质的绳网。
3.5 大倾角煤层开采的矿山压力规律
大倾角煤层的开采空间围岩控制指标就是矿山压力规律，而且只有这一个控制指标，同时大倾角煤层开采的设计基础也是矿山压力规律。所以对矿山压力规律的研究是大倾角煤层机械化水平开采的关键技术之一。经过多年的研究，在我国大倾角煤层开采中逐渐形成了岩层控制理论体系和岩层控制理论技术。虽然我国学者一直致力于岩层控制的研究，近年来也取得了一定的成果，但是在大倾角煤层岩层控制的研究依旧不完善。目前在大倾角煤层的开采中，开采技术和围岩控制依旧是借鉴缓倾斜和急倾斜煤层的研究成果进行开采的。但是借鉴的而来的研究成果并不完全适用于大倾角煤层的开采，而且不能保障大倾角煤层开采的安全性和稳定性。另外，如果大倾角煤层在开采的过程中倾角的角度不断的扩大，那么大倾角煤层的工作面会受到一定的破坏，最后就会引发系统失去一定的稳定性，从而导致大倾角煤层的围岩出现灾变问题，这样不仅会影响施工的安全性和稳定性，还会使煤炭的质量在一定程度上下降。
3.6 创新大倾角煤层机械化开采工作面设备的设计
想要促进大倾角煤层机械化开采技术的发展，必须对工作面设备的设计进行创新，在设计工作面设备使要围绕“R-S-F”系统的稳定性进行，同时要考虑工作面支架的稳定性，通过工作面设备的创新设计提高采煤设备的性能，促进大倾角煤层机械化开采技术的发展。
4 结束语
综上所述，大倾角煤层综合机械化开采的关键技术影响着大倾角煤层采煤技术的发展，但是大倾角煤层综合机械化开采的关键技术中还存在一定的问题，本文对大倾角煤层开采的基础特征进行了说明，同时分析了大倾角煤层综合机械化开采的关键技术，最后提出了一定措施解决大倾角煤层综合机械化开采的关键技术中难题，希望能够促进大倾角煤层机械化开采技术的发展。
参考文献
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论文作者:席可峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/17
标签：倾角论文; 煤层论文; 工作面论文; 顶板论文; 支架论文; 关键技术论文; 稳定性论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;