急倾斜煤层俯伪斜走向分段密集采煤法应用

钟方洪

（贵州省煤矿设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002）

随着科学技术的发展，我国的采矿技术也越来越先进。针对急倾斜煤层，传统的采矿技术已经无法满足矿产资源的开采要求，存在滑底、采空区冒落矸石等问题，严重影响整个煤矿的开采效率。采用分段密集采煤法相比较传统的仓储采矿法，开采效率和开采质量都得到了明显的提升。因此，研究分析急倾斜煤层俯伪斜走向分段密集采煤法应用具有重要的现实意义。

1 俯伪斜走向分段密集采煤法

在进行俯伪斜走向分段密集采煤法应用过程中，整个采矿作业面呈现俯伪斜线布置，减少了开采过程中壁片脱落所导致的人员伤亡事故，也避免了煤炭在自溜过程中，引入落入采空区所出现的丢煤现象，一定程度上推动了煤矿的机械化作业。

1.1 俯伪斜走向分段密集采煤法的优势

相比较传统的采煤方法，采用俯伪斜走向分段密集采煤法，有效的提高了工作面煤壁的有效利用率。基于相同的环境因素下，工作面的有效利用率可以提高至少30%，实现了煤矿开采作业的工作面单产的提高，同时也充分利用了空间，提高了开采的效率，加快了推进速度。

1.2 俯伪斜走向分段密集采煤法的缺点

但是该种采煤技术还存在一些缺点，如工作面进行支、回柱施工的工作量较大且施工难度较高，同时同一区段对比下煤柱的损失较高，几乎占到该区域煤量15%左右。需要相关工作者应当结合作业面现场实际情况，优化俯伪斜走向分段密集采煤法，进一步提高煤矿采煤的工作效率。

2 实例概述

某煤矿资源采矿区，主要目的在于对残煤进行安全回收，由于该煤矿的每层厚度均低于1.8 m，属于薄煤层，且存在多个向背斜构造，煤层倾角大多为60°以上，属于急倾斜煤层，为了确保残煤的开采安全，提高煤炭的开采效率。具体作业措施如下所示：

2.1 巷道布置

首先使用防爆柴油机车将轻车牵引到本采矿区的工作面区域，并开切眼往南运输大巷。然后采用人工装卸的方式，在该地点进行煤矿石的装载，在车场牵引重车的作用下，经过运输大巷、主平硐区域直到地面的卸货区域。

（1）对于本矿区的运输大巷，作为主要的进风区域，应当按照一定的斜坡进行布置，斜坡坡度一般为千分之五左右。

（2）本矿区的采煤工作面到回风巷、再到总回风井，形成了一个内部回风循环系统，同时本矿区的初采开切眼采用抽坡设置而成。

2.2 回采工作面布置

对于本矿区的采煤工作面，按照整体走向采用长壁形式布置而成，并在长壁的下部设置行人安全、入风眼以及临时溜矸眼。为了实现对大巷的保护，对于作业面区域的煤柱应至少留下5～8 m，并保持超前风眼2～3个，形成“三眼两巷”的回踩作业面布局形式。

2.3 采煤方法的选择

结合本煤矿的实际情况，采煤工作面采用倾向俯伪斜走向长壁后退式采煤法，同时为防止采空区侧大面积窜矸，采用分段走密集支护布置措施，支护作业面。

3 急倾斜煤层俯伪斜走向分段密集采煤法应用

3.1 支护作业

本煤矿的作业面支护采用单体液压支护，根据本矿区的实际情况，所采用的单体液压支护型号为DW16-200/100，而支架则采用金属铰接顶梁而成，实现对顶板的支护。同时沿着原有走向棚柱，设置了一排密集支柱，相邻支柱之间的距离约为20～30cm。每排支柱的长度约为4 m。在密集支护之后，紧随着采矿工作面，实现前添后回，交错布置而成，具体工作面支护布置如图1所示。

3.2 顶板管理

本煤矿的工作面采用“三、四”控顶，全部垮落法管理顶板。相邻排之间的距离控制在1.0 m，相邻柱之间的距离控制在0.7 m，同时确保控顶距离最高不超过4.2 m，最低不低于3.2 m。工作面顶板及采空区侧采用长1 m，宽8 cm的楠竹片间距20 cm结合竹芭折（长1 m，宽0.5 m）搪顶，必须搪背严密。在工作面切顶线的支柱中间增加密集支柱（使用木楔带帽）或戗柱。柱窝深度不低于20 cm。

3.3 关键施工工艺

（1）在施工过程中，分成若干组按照由下而上的顺序，采用人工回柱的方式分段进行延回密集。每一个分段都是在采空区沿着煤壁先进行延，再进行回。

（2）为了提高作业的安全性，在进行支密集柱施工之前，应首先进行保险柱的施工，且每个保险柱应当与底梁进行铰接，然后沿着底梁完成密集柱的施工。在此过程中，杜绝使用不同规格的铰梁进行施工，同时还需要采取有效措施将密集柱和保险柱进行固定牢固，避免安全事故的发生，本工程在每排支柱采用直径为5 mm的钢丝绳用缠绕法套牢在支柱顶端，形成连接整体。及时用8#铁丝系好单体与金属铰接顶梁，系紧系牢，防止松动，在回柱未完全卸压时，严禁拆掉铁丝。

（3）在施工作业过程中，为了确保作业的安全性，除了注液枪施工人员以外，无关人员严禁位于支柱以下。此外，在进行注液枪施工之前，应对顶板做好预处理工作，确定单体柱的位置。操作过程中，相关工作人员需要侧对注液枪，并缓慢分布进行注液操作，杜绝出现一次足液注液。

（4）回柱施工过程中，还需要现场设置专人听顶，施工人员需要至少距离回柱3m以上的距离，对其进行远距离卸载处理，然后将卸载完成的柱子，利用专业工具拉回。捡柱之前，需要先观察是否安全，且等待至少120s后方能操作捡柱。

（5）回柱施工过程中，必须严格按照有关施工工艺要求，将其至少回到最小空顶距，并完成工作面点柱及超前支护作业。对于最大空顶距，应确保按照响炮前距离最末一排柱到煤壁的距离控制在240 cm，对于最大空顶距，应确保其按照响炮前移柱后工作面最后一排柱到煤壁的距离为80 cm。

4 结语

综上所述，为了提高煤矿开采的工作效率，减少安全事故的发生，俯伪斜走向分段密集采煤法的应用越来越广泛。但是在实际应用过程中，该方法仍存在一些缺点，需要相关工作者积极研究，不断创新，引入先进的技术和设备，进一步提高俯伪斜走向分段密集采煤法的应用效率，推动采矿企业的可持续发展。