大倾角构造复杂煤层开采技术研究

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1、大倾角构造复杂煤层幵采技术研究高宗明山西潞安高河能源有限公司摘要：煤炭资源是我国最主要的一次能源，煤炭给我国的经济发展提供了重要的能源保障。煤炭在未来非常长的吋间之内仍将是我国的主要能源。随着我国煤炭资源开采的数量不断增加，很多赋存条件优良以及易于开采的煤层在不断减少，复杂难采煤层在煤矿开采中所占的比例越来越高。针对复杂难采煤层的特点，分析了煤层复杂性的主耍影响因素，结合实例探讨了综合机械化采煤技术在复杂难釆煤矿开采中的具体应用，取得了非常好的应用效果。关键词：大倾角构造;复杂难采煤层;巷道布置;采煤方法

2、;综合机械化;开采技术;作者简介：高宗明（1983-），男，工程师，毕业于中国矿业大学，主要从事煤矿综采技术管理工作。收稿日期：2017-07-24Received：2017-07-240引言煤炭资源是我国最主要的一次能源，煤炭给我国的经济发展提供了重要的能源保障。煤炭在未来非常长的时间之内仍将是我国的主要能源。煤炭资源属于一种不可再生资源，随着我国煤矿的开采数量的逐年递增，很多赋存条件优良以及易于开采煤层在不断减少，不得不对一些复杂难采的煤层进行开采。复杂难采煤层指的是赋存环境较为复杂、地质构造带来的影

3、响较大、在煤层之中存在一定的夹层、回采时较为困难的一些煤层构造。这些煤层相对来说厚度存在较大的变化，或者煤层的倾角也存在较大的变化，或者底板、顶板的条件较差等。煤层所拥冇的组合特征越是复杂，在进行煤矿开采的过程中就越困难。因此，针对复杂难采煤层的具体情况，应当采用何种煤炭开采技术，确保复杂难采煤层的开采效率能有效提升，减少煤炭开采的成本，是现阶段急需解决的问题。1大倾角构造复杂煤层的幵采特点(1)大倾角煤层的支架因为受到倾斜角度过大的影响，易发生下滑以及不稳的问题。因为煤层的倾角和对较大，支架所受的法向应

4、力降低，沿着煤层方向的切向应力增加，导致大倾角煤层的支架易发生下滑以及不稳的问题。(2)大倾角煤层采煤机上行割煤作业存在较大困难。因为采煤机自身的功率奋限,当煤层的倾斜较大时，采煤机在煤层倾斜方向的重力分力和切割阻力等因素的影响之下，会导致牵引力不足，在上行割煤作业过程中，存在较大的困难;在下行割煤作业过程中，因为受到重力分力的影响，又易导致采煤机飞车问题，尤其在煤层倾斜角度大于35°时，采煤机的制动力矩较小，制动无法满足要求，易发生安全事故。(3)大倾角煤层顶板、底板易滑移。在开采大倾角煤层的过程屮，除

5、了顶板的岩石易出现滑移问题，底板同样也会发生开裂以及滑移的问题，易发过巷道鼓帮、顶板冒落、底板滑脱、片帮以及支架棚腿内移、折损等现象。另外，在出口位罝，因为超前支护的压力作用，使得维护工作极为网难，维护所需的资金投入也会有所増加。2大倾角构造复杂煤层开采技术研宄平寿康教授领导的课题组多年致力于大倾角煤层的开采研宄，首次较为系统地对大倾角煤层矿压显现、围岩灾变进行了研究，提出了相应的防治方法lil。石平五等学者构建了大倾角煤层的“顶板-支架-底板”相互作用模型，全面分析丫底板的滑移破坏机理，并提出丫相应的防

6、治方案m。屮国煤炭科学研究总院以及中煤机械公司等单位针对大倾角煤层机械化开采作业的具体情况，研宄了开采设备的选型以及配套开采技术。这些研究工作在一定程度上取得了良好的效果，但是，还是有很多的不足存在。例如，采用单体支柱的情况下，相应的应力将集中于一点，无法形成有效的力学联系，系统的自稳性能相对较差，且工艺较为复杂，人工作业强度相对较大。而且，随着工作面不断向前推进，“顶板-支架-底板”系统易发生失稳问题，使得支护系统无法发挥出应有的效用，导致围岩灾变问题的出现。所以，对大倾角煤层开釆技术的不断改革，在一定

7、程度上改善了大倾角煤层的开釆效率，保证开采的安全性。不过，主要研究还是集中于非机械化领域，一些根本问题还未能得到有效地解决。3综合机械化采煤技术在复杂难采煤矿开采中的应用3.1应用实例简介开采区域位于晋华宫矿井深部-40(f-600ni之间。主要开采的煤层为N。层、N2层以及N5层，煤炭的种类属于主焦煤，煤层结构为单斜构造。其屮，N。煤层的走向长度680m，倾斜长度92m，煤层平均倾角40°。在此采区的东侧以及西侧，都没有形成和应的采掘面，不存在采空区域带来的影响问题。地面标高+507m,煤层稳定性和对较

8、差，结构较为复杂，含有夹石层。此煤层顶板破碎，易发生片帮,易出现离层以及冒落问题。煤层伪顶为炭质粉砂岩结构，而且其中包含有煤纹，易塌落。直接顶主要组成为粉砂岩，包含有部分细砂岩。部分区域的顶板经常由于受到裂隙切割的影响而发生块状塌落。在煤层中有部分岩浆的侵入，形成花岗岩细晶岩以及角闪玢岩，大多数以层状或者是团状分布于煤层之中，严重地破坏煤层结构。受到以上各种因素的影响，煤层开釆条件变得较为复杂。3.2大倾角构造复杂煤层釆煤方法