曲靖市富源县煤炭工业局 安全科云南富源 655500
摘要：采用急倾斜极近距离煤层开采方法时，存在通风环境不良、回采巷道难于布置等缺陷，本文以云南某煤矿为例，针对实际地质环境和条件，选择一种科学放顶采煤方式，进行联合布置，非常适于急倾斜极近距离煤层的开采作业，经过实践表明，此法可使作业环境显著改善，作业人员的劳动强度明显降低，生产效率进一步提升，煤层的采出率超过86%，煤层工作面的达到45万t /a的生产能力。
关键词：急倾斜煤层; 极近距离煤层; 联合布置; 放顶煤开采; U 型通风
0 引言
急倾斜煤层的倾角在45°～90°的范围内，在我们国家，急倾斜煤层具有极为丰富的储量，占全国所有探明煤层大概4%的比率，其中南方和北方的急倾斜煤层储量分别占有的比率为38%和62%。伴随我国经济水平的提升，煤炭资源需求量迅猛增加，某些煤层浅部，因具有较好的开采条件，被过度开采导致储量几近枯竭。而急倾斜煤层因地质条件较为复杂，开采比较困难，因此资源仍很充足，针对此类煤层的开采研究已受到多方关注和重视。为实现急倾斜煤层的开采工作的可持续发展，应当针对急倾斜煤层开采的相关问题，采取必要的改进措施。
1 矿井概况
云南某煤矿地区的煤层呈现东陡西平的特点，形成了75°～ 85°倾角，平均倾角达到 77°。这个矿井可以采集A5、 A7、 A8、 A9a、 A9b 共5层煤，如图 1 所示。该矿井在扩建时，设计了一个悬移支架，将这个支架放在A5 煤层的顶煤工作面，而在底端布置了运输和回风巷。但遗憾的是，种种原因制约了生产，从而导致煤的产量较低，工作效率也比较低下。指推进了不到100米，这就要求，这个矿必须在开采中，使用一种效率更高、人员投入较少的方法，同时产生较高的能力，如何探寻这种方法，值得商榷。
2 科学选取联合开采采煤方法
2.1 水平分段迈步式放顶煤采煤方法的选择
研究发现，可以利用水平分段的方式，迈步开采A5、 A7 两个层煤，将回踩高度设置在11 m。将二者相结合，循环的次数为2，日产量有所增加，可以达到1 309 t，年度推进可以达到3 000 m，粗略估计年生产能力可达39. 27 万 t。将二者结合的过程中，上层放置5台顶煤液压支架，下层放置2台，在上层铺设可以弯曲的输送机，这样输送机的弯曲处可以沿着煤层的走向进行输送，这就大大提高的运输的效率和速度。同时在运输巷寻找一个合适的位置，安装带式输送机，这样二者相互配合，使工作的循环程度加深，提高了工作效率的同时，也提高了煤层的开采程度。A5 和 A7 煤层工作面横向剖面如图1所示，采取人工爆破的方式进行推进，在二者的交界处进行保护，形成一个循环的移动架，固定住移动架，形成二者之间的交替移动。后在支架内部安装溜煤槽，将开口和支架相连接，相连接沟通够，有助于放煤时，煤逐层溜入连接处，最后溜入输送机。工作人员可以根据上述装置，有效的并且节约煤炭的浪费，实现有效输送。
图1：A5 和 A7 煤层工作面布置
2.2 伪倾斜整体顶梁组合悬移支架放顶煤采煤方法的选择
A5 煤层可以采取伪倾斜布置工作面，通过放顶煤采煤方法进行煤的回采，这主要是因为其厚度平均可达7. 43 m，基本在5. 75 ～ 9. 31 m之间。回采阶段，比较好的高度是11 m。运用这样的方法，要求工作面高度2. 8 m，最高顶煤8.2m，要求按照0. 8 m的进度进行开采，放煤时，步距要达到2. 4 m，每日实现12个，每天推进9. 6 m，每年推进3 168 m，日产达到978 t，年产达到32. 27 万 t。布置在A5 煤层的运输巷，宽度为2. 0 m、高度达2. 8 m，工作面呈现30-35度倾斜角。工作面整体安装悬移支架，采取爆破式推进，每3个循环，放煤1次。工作面的运输，主要采取输送机输送，工作面的形状是U型，采取通风的方式。在这个过程中，由运输巷进风，经过通风后，再由回风巷回风。其中悬移支架的布置，以及具体的采煤方法详细见图 4 所示。
2.3 采煤方案比较
目前状况而言，水平分段方法在采煤中应用比较普遍，在急斜煤层工作工作中，放煤后，由于角度过大而迅速垮落下来的岩石，对于工作面有着比较大的影响，这样就会破坏煤层的顶层、也会破坏基本层，使煤炭的开采比较有难度，使原生煤层发生变形甚至破坏，对于工作面的顶板一侧，可能会产生不利的影响。需要注意的是，倾角越大，受影响的范围反而越小。如果采用单煤层的方法，开采近距离的煤层，就必然会影响到相邻的其他煤层，同样的，对下层煤的开采，也会影响到上层煤，这种影响远远大于先开采上层煤。为了规避在煤炭开采过程中，产生的这些相互影响，联合开发成为了一种重要的方法。为了在日后的煤资源开采过程中，更加有效的开采资源，精益求精其中的工艺，在实际的开采过程中，还应当遵循地质运动规律，以及煤层的分布规律，进一步深入研究各煤层之间的联合开采工作。
3 实际开采方法应用分析
在五个主要的开采煤层中，A5、 A7两层最为重要，其中A5厚度达到 5. 75 ～ 9. 31 m，A7厚度达到 2. 00 ～ 3. 43 m，二者的平均值分别是 7. 43 m和2. 50 m。其余三层作为配采煤层，平均厚度也可以达到1. 35 ～1. 45 m。根据上述叙述，结合煤层实际的地质条件，将A5、 A7 煤层联合开采，通过水平分段的方式，迈步推进煤层的开采，对于提高工作效率，提升开采水平，增加开采数量具有重要的意义。在开采的过程中，回采高度规定为11米，每隔10米进行一次循环，每次循环开采煤的数量在654. 5 t，每日循环数量为2. 0。这种煤炭的联合开采方式，大大改善了煤炭开采工作面的环境，节约了成本，提高了工作效率，提升了工艺水平，同时也增加了开采煤的数量，减少了工人的劳动强度，同时也减少了人力的投入，对日后煤层开采事业具有重要的意义。
4 结束语
针对云南某煤矿煤层的赋存环境和基本条件，本文提出一种急倾斜极近距离煤层联合开采的放顶煤采煤方法，该法的优势较为明显，在煤层之间，挖掘联络斜巷，在其内部设置搪瓷溜，不但能够形成U型的通风口，还可使煤进行自溜滑动。在放顶煤过程中，可通过联络斜巷进行溜煤作业，在联络斜巷通风不良的情况下，将超前工作面打开，将联络斜巷内部的风墙掘出，设置U型通风口，形成下个循环。采用急倾斜极近距离煤层联合开采方法，不仅可开采两层煤，也可采取联合开采方法，向多煤层推广，并针对具体煤层地质状况，科学设置回采巷道。
参考文献
［1］陈建强．急斜特厚煤层层间岩柱稳定性对工作面的动态影响［J］．煤炭科学技术，2016，44(4):11－16
［2］J A Hudson，J P Harrison．工程岩石力学:上卷: 原理导论［M］．冯夏庭，李小春，焦玉勇，等，译．北京: 科学出版社， 2009: 69－180．
论文作者:李才江
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/15
标签：煤层论文; 工作面论文; 方法论文; 支架论文; 近距离论文; 过程中论文; 煤炭论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;