刘德振（谈急倾斜煤层的采煤方法） - 图文

急倾斜煤层机械化采煤工艺探索与应用

（采矿工程师、同心煤矿矿长 刘德振）

1 引言

我国开采急倾斜煤层的产量比重不大，仅占可采储量的3.89%，但分布很广，几个较大的煤炭基地，都有急倾斜煤层，开采急倾斜煤层的矿井甚多。据2000年统计，国有重点煤矿开采急倾斜煤层的矿井数占17%，产量占3.88%。地方煤矿中急倾斜煤层的产量比重还要大些。由于开采急倾斜煤层有一些特殊困难，在采煤机械化和改善生产技术经济指标方面都还存在不少问题。 2 急倾斜煤层采煤的主要特点及传统工艺方法 2.1 急倾斜煤层采煤的主要特点

（1）急倾斜煤层的构造复杂，断层和褶曲多，煤层厚度变化较大，开采煤层的赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力小。因此，开采急倾斜煤层的矿井多数是中、小型矿井。

（2）急倾斜煤层的倾角大于岩石安息角，采煤工作面采下的煤能自动下滑，从而简化了工作面的装运工作，但下滑的煤和矸石容易冲倒支架，砸伤人员，急倾斜煤层和围岩的节理发育，初次来压和周期来压均不明显，易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落，造成顶板事故，给生产带来一些不安全因素。因此，生产的不安全因素多，安全性差。

（3）急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾斜煤层小，而沿倾斜作用的分力大，煤层开采后，煤层顶、底板都有可能沿倾斜方向滑动垮落，支架稳定性差，易发生扭曲与倾倒。因而工作面支护工作的难度大。

（4）采煤工作面的行人、运料、落煤、采空区处理等各项工序的操作都比较困难，增加了采煤机械化的难度。 2.2 急倾斜煤层常用的采煤方法

针对急倾斜煤层采煤的主要特点，根据工作面的布置形式和推进方向，构成了各种各样的采煤方法，其中“高落式采煤法”、“仓储式采煤法”已列为国家明令禁止和淘汰的采煤工艺。 2.2.1 急倾斜煤层走向长壁采煤法

（1） 倒台阶采煤法

台阶式采煤法是开采急倾斜薄及中厚煤层的一种走向长壁采煤法，其主要特点是采煤工作面呈台阶状布置。根据上、下台阶间的相对位置关系，台阶式采煤法分为倒台阶和斜（正）台阶采煤法两种。

倒台阶采煤法的工作面呈倒台阶形（图1），工人在各台阶下分组作业，既可避免上方采落煤块的伤害，又能充分利用工作面全长，进行多点作业。

工作面长度较短，一般为40-50m。工作面沿倾斜分为2～3个台阶，台阶长度一般为10～20m。上、下台阶的错距为2～3m。为了通风和行人方便及临时储存煤炭，最下面的台阶与上一台阶错距应加宽到5～6m，台阶长度缩短为8～10m。

图1 倒台阶式采煤法

1－区段运输平巷；2－区段回风平巷；3－超前辅助平巷

4－溜煤小眼；5－溜煤护身版；6－脚手板；7－支架背板；8－超前支护

倒台阶工作面一般采用风镐落煤，木支架。每个台阶上配备一台风镐，由2～3名采煤工进行落煤和支架工作。为了保证支架的稳定性，应采用平行于工作面的一梁三柱或两柱的对接棚子。棚距一般为0.8～0.9m。为避免采空区跨落的矸石滚入工作面，必须支设

密集支柱隔离采空区。台阶面每向前推进0.8～0.9m，应立即架设一排支架。底板不坚固有滑脱危险时，支架应设底梁。为了防止煤块砸人或滚入采空区，沿工作面适当地点设溜煤护身板，每个阶檐处要刹好背板以防阶檐煤壁塌落伤人。工人操作地点设置脚手板，以保证安全、便于操作。

采空区一般用全部垮落法处理（也可用充填法处理采空区，称为倒台阶矸石充填采煤法）。工作面控顶距一般不超过4～6排支柱，各台阶错碴放顶。回柱工作多采用回柱绞车进行，回柱绞车设在回风平巷内，通过钢丝绳沿工作面自下而上将支柱拉倒，支柱回收较困难。

工作面一般为两班采煤，每班推进0.8～0.9m，另一班放顶，每日一循环，循环进度为1.6～1.8m。

倒台阶采煤法是我国50年代开采急倾斜薄及中厚煤层常用的一种采煤方法，具有巷道布置、通风系统简单，掘进率低、采出率高、对地质条件变化适应性强等优点。但是，这种采煤方法不利于实现采煤机械化，劳动强度大，劳动生产率低，顶板管理工作量大，木材消耗大。

风镐是一种震动力很强的工具，使用它进行落煤工作时，对煤体会产生强烈的震动，会加速煤层瓦斯解吸并触发工作面前方应力突变，从而导致突出。除此之外，高噪音也掩盖了突出的有声征兆，使工作人员不能及时发现突出预兆，迅速撤离现场，极易造成人员伤亡。

目前，只有厚度小于2m的急倾斜薄及中厚煤层，低瓦斯矿井中

有时还有少量应用。

（2） 斜台阶采煤法

这种采煤方法是为了克服倒台阶采煤法采场控顶面积大，坑木消耗高和工作面内行人、运料不便等缺点而发展起来的，如图2。

图2 斜台阶采煤法

1－区段回风平巷；2－区段运输平巷；3－开切眼；4－新煤壁；5－原煤壁（虚线） 6－加强支护；7－木垛；8－原切顶线；9－档矸帘；10－新切顶线；11－斜巷；

12－假顶；13－下撑棍；14－人行道；15－拉杆；16－溜槽

主要特点是将伪斜长壁工作面分为若干个短面，布置成伪斜正台阶状。采空区处理方法就整个工作面而言是全部垮落法，而对下面的短面而言则是矸石充填法。从而改善了采场顶、底板的受力状

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/asft.html