巢建军

（河南东升煤业有限公司，河南 平顶山 467000）

近年来，我国对煤炭的需求量持续攀升，在有序利用外来资源的前提下，对本国煤炭资源的开采和利用程度也不断增加，经济社会对煤炭资源的依赖程度长期处于高位。即便新能源的开发与试用工作不断进行，但是在短时间内还难以达到有效替代的目的[1]。此外，更为重要的是，由于地质或者地理的原因，煤炭的开采难度不断加大，不但在寻矿难度等方面越来越复杂，在开采深度方面也在持续增加。在这种情况下，只有提高开采技术，增加采煤的技术含量，才能有效适应这一现实。

1 急倾斜煤层开采中需要解决的关键问题

在较深的矿井中，煤层的倾斜角往往会超过浅坑中的倾斜角，此时急倾斜现象就有可能发生。对于这种类型的煤层，其开采的难度和危险程度都处于较高的水平。如果对其重视程度不够或者操作不当，就有可能增加煤炭开采过程中的损失，影响煤炭企业的经济效益。

1.1 支柱防护问题

对急倾斜煤层开采来说，底部支柱在工作面的防护是十分关键的，它直接影响到作业的安全和采煤的绩效。但是，在目前情况下，急倾斜煤层的作业却在防护结构中存在着亟待解决的问题[2]。比如，在实际工作面的下方出口处有时并未设置相关的端头支架，或者只是通过人工液压的方式利用支柱进行支撑，但是因为倾斜角度超过了正常水平，支柱会承受较大的压力，甚至有煤矸下滚的风险，对作业的开展极为不利。

1.2 伤人问题

在煤层开采的过程中，如果操作不当，极有可能引起工作面上的煤矸下滚，并进一步增加伤人的可能。尤其在急倾斜煤层进行开采时，由于煤层的倾角超过了正常水平，难以在水平方向上进行正常作业。此时，如果煤矸直接从工作面上向下滚落，极有可能使开采人员受伤或者死亡，后果严重。

1.3 防滑问题

在煤层开采时，运输机的防滑是一个十分重要的问题。在工作面上作业时，需要通过有效的措施和防滑技术的使用，防止运输机的滑落。而在急倾斜煤层中，工作面的倾斜角度较大，甚至处于非正常的水平，当运输机在工作面范围内进行固定时，要借助开采“伪仰斜工作面”的使用解决滑落问题。当然，这种方法的使用容易产生煤层片帮问题，严重的情况下可能会产生冒顶现象。更为重要的是，在借助伪仰斜进行防滑的过程中，倾斜角度的精准程度难以掌握，如果掌握不当极易产生运输机头部过度下沉或者尾部风巷被抵等情况，不但会增加开采难度，还会直接影响到开采的效率。

2 急倾斜煤层开采的煤层构造与特征

2.1 水文地质

在井田内部存在的断层较少，水文地质情况也难以全面掌握。煤系含水层经过F4 断层、含水层露头之后，可能与第四系底部含水层存在关联。在底砾层部分，厚度多为4-5 米，属于灰岩砾类型。其中含水较为丰富，可以对煤隐伏露头进行直接充水。此外，在基岩强风化带处，岩性较为松散，孔隙裂隙的发育较为完全，可以通过导水通道向矿床浅部进行充水作业。

2.2 井田构造

在本井田中，以倒转背斜为主体构造，上翼倾角稍缓，下翼较为陡峭，达到了70-80b。这一部分地层呈直立态势，倒转中心在-198m 左右。本井田具有三条揭露断层，落差达到120 米，南北走向、东西倾斜。即南端北东向，倾向为北东-东南向。本井田属于低瓦斯矿井，存在煤尘爆炸的危险，而煤层则为不易自燃的煤层，地温处于正常水平。

3 急倾斜煤层的关键技术与应用趋势

3.1 急倾斜工作面的支架技术

急倾斜工作面的支架作业是采煤工作的重中之重，因此为了解决工作面下端的支架下滑问题，需要借助“一梁三柱”的办法完成对工作面棚子的平行处理，并进一步的处理不同梁头之间的对接工作。同时，要在下底面的支柱之间或者下方部分安装防滑踏板，其目的在于无论在工作面的顶部还是在工作面的底部都能够有效保障工作人员的安全和作业的不受干扰[3]。此外，在急倾斜煤层开采的过程中，该类支架的底座要与工作面保持平行或者垂直，其连接过程要借助“工字钢”完成（在特殊的情况下，“工字钢”还能够用作采煤机的主要跑道）。在移动的过程中，要将液压千斤顶将导轨上的撬板顶出，只有这样，才能保证下面的支架能够逐渐的移动起来，最大限度的避免支架下滑现象的发生。

3.2 滚筒采煤技术

将该技术应用于急倾斜煤层的开采具有十分重要的作用。在应用的过程中，采煤机和传统的采煤机存在明显的不同，前者的发动机功率达到了更强的水平，能够更好的在深层的煤井中作业，能够较好的应对急倾斜煤层的情况[4]。在这一技术之中，支架的安装相对科学和合理，其支架通过两种即顶轮支架和底轮支架完成，其中，顶轮支架能够最大限度的保障采煤机的切割深度，底层支架也会在煤壁下放的过程中起到必要的导向作用，能够较好的保障采煤机下放时的位置准确，不至于倾倒，影响采煤效果和效率。当然，该技术下的采煤作业还能够进行滚筒和减速作业，能够有效保障煤层底板和滚筒齿尖之间处于合适的距离，保障作业的安全。

3.3 急倾煤层防滚煤矸伤人技术

在急倾斜煤层进行开采时，需要防止滚煤矸伤人事故的发生。因此，在倾角较大的情况下，需要在过渡架前梁部分安装挡矸帘，同时要在下出口处打密集挂网。这样做的目的在于，如果工作面煤矸石窜下时能够起一定的缓冲作用。更为重要的是，能够有效降低煤矸的下落速度，如果落点超过了预期的范围，最后下出口部分的密集挂网还能起到阻挡的作用[5]。其中，具体的做法是在安设挡矸帘的过程中，要将挡矸帘安放在过渡架的前梁下侧或者工作面的上方，这样能够保证挡矸帘下端距输送机的距离处于合理的范围；在打密集支柱和挂网的过程中，可以考虑在工作面的下出口处，也就是正对着工作面输送机的机头部分，打一排密集单体液压支柱，支柱之间的距离在0.5 米左右，以此保证密集支柱能够垂直顶底板。

3.4 工作面上的防滑技术

为了解决急倾斜煤层的采煤安全问题，需要对工作面上运输机的下滑做出全面的预测和预防。首先，要将运输机的机尾和机头部分通过固定柱将其安装在防滑底座上，然后，要通过现有技术将固定柱打牢；接下来，要在工作面的上平巷部分安装防滑绞车[6]。当然，在作业的过程中，需要依照“先上后下”的顺序进行，以此保障运输机的稳定性和安全性。此外，为了更为有效的进行开采作业，在采煤的过程中，需要对传统的采煤机进行改进，使之能够具有额定牵引力的功效，并通过锚链完成牵引工作。如此一来，才能借助防滑绞车和防滑杆的作作用，使急倾斜煤层的开采得以完成。

4 结束语

在煤炭开采的过程中，由于地理因素和地址因素的影响，采煤的位置和条件会出现不同的变化，大倾角、急倾斜煤层的开采工作就是其中需要特殊对待的典型问题。在这种情况下机械化开采的难度较高，采煤的效率受到一定的影响。因此，就需要探讨和开发现代的采煤工艺和采煤技术，积极选择可靠性高、适应性强、作业效果明显的采煤技术，并对其进行应用和推广，最大限度的提高技术水平与装备水平，使矿井的生产能力得到明显的提升。

[1]赵帅.矿井急倾斜煤层开采技术的研究与应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2012（11）：26-27.

[2]刘利.综采技术在急倾斜煤层中的应用[J].江西煤炭科技，2009（2）：26-27.

[3]任红勤.有关急倾斜煤层的综采技术应用分析[J].煤炭科学技术，2008（6）：90-91.

[4]孙大伟.地下急倾斜煤层开采技术与应用研究[J].高新技术，2013（3）：103.

[5]张景利.急倾斜煤层开采方法技术研究[J].山东煤炭科技，2007（4）：70-71.

[6]员东风，伍永平.大倾角煤层综采工作面调伪仰斜原理与方法[J].辽宁工程技术大学学报，2009（2）：9-11.