于广福

(七台河市吉祥煤炭有限责任公司，黑龙江 七台河 154600)



地质因素对采煤生产的影响和倾斜长壁采煤法采煤技术

于广福

(七台河市吉祥煤炭有限责任公司，黑龙江 七台河 154600)

倾斜长壁采煤法是工作面沿走向布置，沿倾斜方向推进。生产系统简单、工作面搬迁次数少、掘进率低，其应用范围越来越广，是我国煤矿重点推广的开采技术方法。主要阐述了煤矿生产的地质因素对采煤生产的影响，倾斜长壁采煤法采煤系统的类型、采煤系统分析、适用条件及评价等问题。

地质因素；采煤生产；倾斜长壁采煤法；技术

1 煤矿生产的地质因素对采煤生产的影响

由于受地质变动影响程度的不同，即使同一煤层，在不同地点的走向、倾向和倾角也不完全相同，有的变化很大。一般来说，煤层倾角越大，开采越困难。所以必须对所开采煤层的产状有详细的认识，这样才能保证开采工作的顺利进行。

矿井地质构造在影响煤矿生产的诸多地质因素中占主导地位，褶曲和断层的出现会给采掘工作，特别是机械化开采增加困难。影响煤矿生产的其他地质因素主要有:A.岩浆侵入煤层。岩浆侵入煤层，使煤质变差，降低了煤的工业价值，同时破坏了煤层的连续性，给矿井巷道掘进、采面的工作带来困难，影响采面的合理布置，而且减少了煤炭储量，缩短了矿井的服务年限。B.矿井瓦斯。在煤矿生产过程中，煤层及其围岩释放出来的一种多成分混合气体称为矿井瓦斯。瓦斯中甲烷占绝大多数，其次为氮气和二氧化碳，其他成分含量很少。甲烷虽无毒，但空气中含量较大时，会使人头痛呕吐，丧失行动能力，严重时会造成缺氧窒息死亡，而且遇高温能引起爆炸。二氧化碳比空气重，停积在巷道下部，虽不助燃，但大量时可使人窒息死亡。C.地温与地压。随着煤炭开采深度的不断增加及其他地质因素的影响，我国不少矿井的地温和地压越来越大，影响到了煤矿的正常生产。地温所引起的热害不利于井下机电设备的散热，而且造成井下工人工作环境恶化。地压会对巷道的稳定性造成不同程度的影响，特别是冲击地压对井下生产的破坏力巨大。

2 倾斜长壁采煤法采煤系统的类型

2.1 单一倾斜长壁采煤法采煤系统

单一倾斜长壁采煤法巷道布置比较简单。可分为仰斜开采和俯斜开采。工作面自下而上推进采煤的为仰斜开采，工作面自上向下推进的为俯斜开采。采煤工作面的长度一般为120 m～150 m，甚至可达200 m，工作面推进距离等于矿井沿上山或下山的阶段斜长，可达到1 000 m以上。在运输斜巷中可铺设胶带输送机，在工作面附近铺设一台刮板输送机或转载机。运料斜巷铺设轨道，用多台小绞车串联运输。倾斜长壁采煤法可以采用留煤柱护巷或无煤柱护巷的方法。若采用留煤柱护巷，则在相邻工作面之间留8 m～12 m宽的煤柱，再掘相邻工作面的回风巷。采用无煤柱护巷时，可沿空掘回风斜巷或沿空留巷。

2.2 多煤层联合布置采煤系统

当采用倾斜长壁采煤法开采层间距不大的煤层群时，可采用多层煤联合布置的方式。其中每层煤的布置与单一煤层基本相同，只是需要在水平运输大巷装车站附近开掘煤仓和材料斜巷，对各层煤进行联络。

2.3 厚煤层倾斜长壁采煤法采煤系统

在开采厚煤层条件许可时，应优先采用放顶煤采煤法，如果采用倾斜分层下行垮落、上下分层同采，则需设置集中巷，此种方法由于岩石工程量大且系统复杂，已趋淘汰。

3 采煤系统分析

3.1 仰斜开采与俯斜开采

对于倾角较小或近水平煤层，在煤层顶板和地质条件较好且进回风大巷并列布置时，可采用俯斜开采和仰斜开采相结合的方式。采煤工作面采用后退式回采向大巷方向推进。前进式开采的特点是工作面准备期短，出煤早。而因为分带巷道沿采空区维护，维护费用高且通风系统漏风多，采煤与掘进同时进行，相互干扰大，也难以掌握前方煤层的变化情况。因此，目前我国多采用后退式开采。当总回风巷设在上部边界时，可采用往复式回采。往复式开采在实际应用中，分带巷道可根据开采条件选择留煤柱护巷和无煤柱护巷进行布置，如图1所示。

图1 总回风巷位于上部边界时的往复式开采(a)分带间留煤柱；(b)分带间无煤柱1-运输大巷；2-回风大巷；3-分带运输巷；4-分带回风巷Fig.1 Reciprocating mining when the total return airway is located at the upper boundary(a)Coal pillars in zoning; (b)No pillars in zoning1-Transport alley; 2-Return air lane; 3-Band transport lane; 4-Band return air lane

3.2 分带斜巷布置方式

在厚煤层分层分采时，可根据煤层赋存条件，选择是否布置分带运输集中斜巷和回风集中斜巷。在厚煤层分层同采时，分带集中斜巷与各分层的联系方法是:每隔一定的距离用进风行人斜巷和溜煤眼，把分带运输集中斜巷与分层运输斜巷进行联络。每隔一定的距离用运料斜巷把回风集中斜巷与各分层回风斜巷进行联络。

由于倾斜长壁采煤法适用于煤层倾角较小的条件，分带集中斜巷与分层斜巷之间运料、行人以及进风等多用斜巷进行联络，运煤可用溜煤眼进行联络。当分带间无煤柱时，相邻两分带可以共用联络斜巷及立眼。对于近距离煤层群的联合布置，各煤层的分带斜巷与运输大巷之间，是在大巷装车站附近掘出一组煤仓(立眼)和材料斜巷进行联系。

4 适用条件及评价

4.1 倾斜长壁采煤法的评价

采用倾斜长壁采煤法进行开采，在实际生产中取得了良好的技术经济效果。它与走向长壁采煤法相比具有以下优点:A.巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时间短，投产快。B.运输系统简单，占用设备少，运输费用低。采煤工作面生产出的煤炭，经分带运输斜巷直接到达运输大巷，运输环节少，系统简单。C.可使综采工作面保持等长。倾斜长壁工作面是沿走向布置的，而工作面的回采巷道是沿煤层倾斜掘进的。当采用普通机械化采煤时，利于布置对拉工作面，可减少巷道掘进量。D.对某些地质条件的适应性较强，技术经济效果较为显著。倾斜长壁采煤法巷道布置特点也存在一些问题，这些问题在采取相应措施后可逐步得到解决。

4.2 倾斜长壁采煤法的应用

主要受煤层倾角的限制，其次也要考虑地质构造等因素。由于倾斜长壁采煤法具有诸多方面的优点，因此随着生产技术水平的发展，其应用范围有逐步扩大的趋势。

[1] 徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社，2009.

[2] 周英.采煤概论[M].北京:煤炭工业出版社，2013.

[3] 孟宪臣.煤矿开采与掘进[M].北京:煤炭工业出版社，2008.

[4] 赵利安.采煤概论[M].徐州:中国矿业大学出版社，2011.

Influence of geological factors on coal mining production and coal mining technology with inclined longwall mining method

YU Guang-fu

(Qitaihe Jixiang Co., Ltd., Qitaihe 154600, China)

The inclined longwall mining method is the working surface along the direction of the arrangement and to boost along the tilt direction. The production system is simple, the number of face removal is small, the tunneling rate is low, and its application range is more and more extensive, which is the key mining technology of coal mine in China. This paper mainly discusses the influence of geological factors on coal production, the type of coal mining system, the analysis of coal mining system, the applicable conditions and evaluation of inclined longwall mining method.

Geological factors; Coal production; Inclined longwall mining method; Technology

2017-03-05

于广福(1973-)，男，助理工程师。

TD823.4

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1674-8646(2017)10-0104-02