大倾角采煤技术的支护技术研究与推广.docx

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大倾角采煤技术的支护技术研究与推广

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摘要：在现有技术条件下开采或已经带来经济效益的煤层的倾斜度不超过15度。我国已确认的煤储量中有七分之一属于煤层倾斜度较大的部分。随着地下工作效率的提高和持续的技术更新，符合现有综采条件的工作面储量有时会逐渐减少和枯竭。在这种情况下，为了适应目前可开采煤矿储量中具有较大倾角煤层比例增加的现状，必须开发具有较大倾角的煤层开采技术。为此，本文对大型深层采煤技术的质量研究和普及进行以下讨论仅供参考。

关键词：大倾角采煤技术；质量研究；推广

引言

由于我国全煤开采业快速发展，煤炭资源的生产开采能力也不断增加，浅层煤层储量越来越少，这种情况下必须不断提高对倾角大煤层的生产开采能力。但是随着煤层倾角逐渐增加，实际的煤炭开采工作会遇到一定程度的困难，在这种情况下，充分利用大倾角的煤炭开采技术可以进一步提高煤矿的生产效率。1大倾角煤层的概念

根据煤层的倾斜程度，通常将煤层划分为三类，分别为不超过25°的缓斜煤层、25°到45°之间的倾斜煤层、不小于45°的急斜煤层。目前为止，大倾角煤层尚无统一定义，煤矿开采行业普遍将倾角为35°到55°之间的煤层称为大倾角煤层。大倾角煤层的开采过程中往往具备以下几个特点：工作面的煤层倾斜角度大于矸石的安息角，这样会导致顶板破裂的岩石沿着工作面的斜度方向自上而下分别形成空顶区、部分填充区、完全填充区以及压实区，如图1所示；综采工作面的底板位移加大，此时如果底板发生破坏，极易造成底板失稳并进一步造成底板、支架、顶板所构成的支护系统失稳，从而引发安全事故；采煤工作面的机械设备由于同时收到顶部岩层的压力与设备自身的重力分力，其滑动与倾翻的危险性大大增加。即使对普通设备增加了常用的稳定装置后，一般也要求工作面倾角不超过35°。

图1大倾角煤层充填区示意图

2大倾角煤层底板-支架-顶板的失稳类型

大倾角煤层综采过程的安全性核心基础在于底板-支架-顶板系统的稳定性与安全性，而其中，顶板的位移是主要因素。该系统的失稳一般是由顶板破裂岩石位移、支架位移与底板损坏后位移所导致的，其类型主要包含图2所示三种。

图2底板-支架-顶板系统失稳类型

3大倾角综采的支架稳定性分析

图3是大倾角支架的受力情况，其中R为支架所受顶板压力，G为支架自身质量。由图可知支架不产生位移的条件是：

R（h2sinθ-l1cosθ）≤G（l2cosα-h1sinα）.式中：θ=arctan（F/W）；R=（F2/W2）1/2。

随着F的增大，与R会同步增大，从而导致R（h2sinθ-l1cosθ）增大，此时上述不等式成立的可能性就越小，由此可知，随着煤层倾角的增大，支架失稳的可能性就越高，从而使得整个支架往下倾翻栽跟头的概率越高。此时，在移架作业过程中必须采取适当措施防止支架失稳，常用措施包含以下几种：一是移架作业过程中要及时调整支架以确保支架与煤层时刻保持垂直状态；二是移架过程中严控每次支架降低的高度，在带压状态下擦顶移架，移架到位后及时升压升高，坚决执行小降快拉、立即支护的作业准则；三是要对出现咬架或倾斜等不良现象处及时处理，通常采取的方法是单体支柱扶正。

图3大倾角支架受力情况示意图

4大倾角煤层开采方法

大倾角煤层的特定特征与相关采矿设备、技术特征完全相结合，可以使用多种采矿方法。目前，在整个煤炭领域，障碍煤开采法、阶梯式煤开采法、严废纸煤炭法等在倾斜角度较大的煤层开采工作过程中得到了非常广泛的应用。大多数情况下，在实际开采倾角较大的煤层的过程中，必须充分结合现有的煤矿技术与各层的具体特征，最终决定合理的开采方法。大倾角煤层开采工作全面适应煤层厚度，适应煤层倾角，适应矿井升降运输方式有几个基本原则。这样才能进一步提高大倾角煤层采煤工作的效率，并充分保证大倾角采煤工作的安全性和运行性。

5、大倾角采煤技术的推广分析

首先，必须要实现对采煤机的灵活应用，工作面实际坡度应充分组合合合理应用采煤机。实际采煤工作过程中，如果实际采煤作业过程中综采工作面的坡度超过了30o，实际上采取倾斜角大的煤层的过程中，采煤机必须单向切煤。在上行链路过程中，采煤机保持空转，完成浮煤清洗。采煤作业过程中综采工作面的倾角没有超过30o，采煤机在向下进行割煤作业20m后割煤机，继续采煤工作。在全面采煤工作过程中，相关人士必须在支援下完成所有工作流程。

其次，在刮板机运行的过程中要尽量减小作业过程中的倾斜角度。而且为了有效的进一步提升溜子的防滑性能，必须正确应用支架，并将插孔与相关连接设备完全结合。可以将千斤顶与过桥板的某一段进行连接，充分利用千斤的另一段来进行溜子底座的固定。实际长度必须设置为采煤工作情况的完美组合，以确保整个工作面在推进过程中溜子不