大倾角煤层综合机械化开采技术

　　[摘 要]大倾角煤层综合机械化开采的关键技术影响着大倾角煤层采煤技术的发展，但是大倾角煤层综合机械化开采的关键技术中还存在一定的问题，本文对大倾角煤层开采的基础特征进行了说明，同时分析了大倾角煤层综合机械化开采的關键技术，最后提出了一定措施解决大倾角煤层综合机械化开采的关键技术中难题，希望能够促进大倾角煤层机械化开采技术的发展。
　　[关键词]大倾角煤层；综合机械化；开采技术
　　中图分类号：S915 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0364-01
　　1 大倾角煤层开采概述
　　1.1 大倾角煤层的概念
　　我国的煤层按照不同的赋存倾角分为了许多层，其中赋存倾角的角度在0-25°之间的煤层被称为缓倾斜煤层，赋存倾角的角度在25-45°之间的煤层被称为倾斜煤层，而赋存倾角的角度在45-90°之间时煤层被称为急倾斜煤层。但是在相关的规范标准中并没有对大倾角煤层进行具体的说明，最常见的说法就是，埋藏倾角大于35°的煤层就被称为大倾角煤层。
　　1.2 大倾角煤层开采的基本特征
　　在大倾角煤层的工作面开采并不是一项简单的工作，通过大量的大倾角煤层开采现场来看，大倾角煤层开采的基本特征如下所示：
　　（1）顶板破断岩石的移动，在大倾角煤层的工作面开采过程中，大倾角煤层的顶板破断岩石会沿着大倾角煤层的工作面向下滚动，从而在大倾角煤层的工作面形成一道不均匀的填充带，这道不均匀的填充带是指大倾角煤层的工作面的下部是填实的，工作面的中部则是填满的，而工作面的上部则是悬空的。这样就会对大倾角煤层的工作面倾斜方向的顶板和顶板的覆岩层移动。
　　（2）底板失稳，大倾角煤层的工作面开采时会加快大倾角煤层的工作面底板的移动，从而大倾角煤层的工作面底板的变形和破化的可能性不断的增大。如果大倾角煤层的工作面底板被破坏，就会导致大倾角煤层的工作面底板向下滑移，这就会增加大倾角煤层倒塌的可能性，大倾角煤层的工作面底板也会在大范围内失去稳定性。
　　（3）支护系统失去稳定性，在大倾角煤层的工作面开采中有可能导致工作支架以及工作面的设备发生倾倒，这就会在很大程度上影响大倾角煤层的工作面支护系统的稳定性。
　　2 大倾角综合机械化采煤生产工艺的影因素
　　2.1 煤层厚度
　　煤层厚度对大倾角综合机械化采煤产生直接影响，同时也影响煤矿开采工作结构设置、机械调高范围、机械高度设置、最小支架高度等。一般较薄煤层活动范围小，难以应用机械化采煤作业方式。较厚煤层可应用综合机械化采煤方式，但需要根据煤层厚度划分为不同区段，同时还要对煤层厚度进行定性和定量分析。大倾角综合机械化采煤按照煤层厚度不同分为五个区间，2.50m～4.40m、2.50m～3.20m、1.70m～2.60m、1.10m～2.40m、0.65m～1.30m。煤层厚度不同，采煤支架类型不同，施工布置方式也存在差异，首先需对矿井煤层分段，对煤层厚度进行方差计算，然后确定采用合适的支护方式。
　　2.2 煤层倾角
　　煤层倾角会对采煤产生重要影响，表现为煤层各表面间摩擦力不同，煤层所处环境湿度和摩擦角度影响摩擦系数。开采过程中需根据煤层倾角对作业面进行划分，完善防滑设置，避免不安全因素出现，达到提高采煤效率的目的。通常倾角越大，对防滑设备安装要求越高，这样更有利于提高采煤作业效率。
　　2.3 顶板底板
　　顶板和底板稳定性会影响大倾角综合机械化采煤作业各项工作，这也是采煤技术选择的重要参考。起决定性作用的是岩石厚度、成分和结构，为确保煤矿开采安全，要对顶板采取安全防护措施，重视含水层处理，做好排水工作。
　　3 大倾角煤层机械化开采的关键技术
　　3.1 大倾角煤层开采的矿山压力规律
　　大倾角煤层的开采空间围岩控制指标就是矿山压力规律，而且只有这一个控制指标，同时大倾角煤层开采的设计基础也是矿山压力规律。所以对矿山压力规律的研究是大倾角煤层机械化水平开采的关键技术之一。经过多年的研究，在我国大倾角煤层开采中逐渐形成了岩层控制理论体系和岩层控制理论技术。虽然我国学者一直致力于岩层控制的研究，近年来也取得了一定的成果，但是在大倾角煤层岩层控制的研究依旧不完善。目前在大倾角煤层的开采中，开采技术和围岩控制依旧是借鉴缓倾斜和急倾斜煤层的研究成果进行开采的。但是借鉴的而来的研究成果并不完全适用于大倾角煤层的开采，而且不能保障大倾角煤层开采的安全性和稳定性。另外，如果大倾角煤层在开采的过程中倾角的角度不断的扩大，那么大倾角煤层的工作面会受到一定的破坏，最后就会引发系统失去一定的稳定性，从而导致大倾角煤层的围岩出现灾变问题，这样不仅会影响施工的安全性和稳定性，还会使煤炭的质量在一定程度上下降。
　　3.2 大倾角煤层开采的工作面设备
　　在大倾角煤层开采技术中，开采设备是其中最关键的环节之一。而大倾角煤层开采中的“R-S-F”系统的稳定性是大倾角煤层中的重点与要点，所以在大倾角煤层的工作面开采设备研制的过程中应该参照“R-S-F”系统进行。但是目前在大倾角煤层开采的设备研制中仅仅只是在缓倾斜煤层开采设备的基础上进行了简单的改良和创新，并没有根据大倾角煤层开采的具体情况和特点研制相关的开采设备。这就导致在大倾角煤层开采设备的生产中并没有彻底的解决“R-S-F”系统的不稳定性，这样就不能在大倾角煤层开采技术中保证工作系统的稳定性，从而影响了大倾角煤层开采技术的开展。
　　4 解决大倾角煤层机械化开采技术难题的措施
　　4.1 研究大倾角煤层开采的矿山压力规律
　　大倾角煤层机械化开采关键技术中存在一个很大的难题就是大倾角煤层开采的矿山压力规律问题。想要解决这个问题，应该对大倾角煤层的工作面开采轨迹进行研究，同时对大倾角煤层的工作面支架和底板的位移进行研究，通过对大倾角煤层开采技术的各个方面进行分析后，收集影响大倾角煤层开采工作面支架、底板等参数，然后对收集到的参数进行分析，最后有数据分析制定系统稳定控制模式，从而探究矿山压力规律。
　　4.2 创新大倾角煤层机械化开采工作面设备的设计
　　想要促进大倾角煤层机械化开采技术的发展，必须对工作面设备的设计进行创新，在设计工作面设备使要围绕“R-S-F”系统的稳定性进行，同时要考虑工作面支架的稳定性，通过工作面设备的创新设计提高采煤设备的性能，促进大倾角煤层机械化开采技术的发展。
　　结束语
　　本文对大倾角煤层综合机械化开采的关键技术进行了分析，阐述了大倾角煤层的概念及大倾角煤层开采的基本特征，着重介绍了大倾角煤层综合机械化开采的关键技术与解决大倾角煤层综合机械化开采技术难题的措施，最后总结了大倾角煤层综合机械化开采的关键技术的重点与要点，旨在提高大倾角煤层综合机械化的开采水平。
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