浅析大倾角煤层综采中的基本问题

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摘 要：本文针对大倾角煤层综采中的基本问题进行了分析，并对相关问题的处理进行了阐述，通过不断的探究和实践，我国大倾角煤层综采的进一步发展必定会得到实现。

关键词：倾角煤层；综采；稳定性控制

中图分类号：TD82 文献标识码：A

大倾角煤层的埋藏倾角一般超过了35。，而我国大倾角煤层储量在煤炭总储量中占有着14%的份额，分布于广东、甘肃、福建、东北等地，在全国煤炭总产量中，有着10%左右的年产量。但我国总体的大倾角煤层开采总量并不乐观，支架严重挤、咬等问题不得不迫使结束整个开采活动。而大倾角煤层综采的不利，很大程度上就是一些基本问题所造成的，为此对这些基本问题进行处理，对大倾角煤层综采技术的有效实施有着巨大的意义。

一、矿压显现和岩层移动的特征

1破断顶板垮落后，沿底板至工作面下部采空区形成岩块的滑、滚现象，以长壁开采为走向时，不均匀充填特征会在工作面线长方向有所形成，因而在工作面的不同区域中，会有不同矿压显现的发生，而一般来说，与下部情况相比，中上部矿压显现的整体情况更为剧烈。

2不只是顶板垮落会出现破坏滑移现象，大倾角煤层底板同样也会出现这一问题。与底板破坏滑移的速率和趋向相比，如果顶板垮落的速率和趋向与之发生较大差别时，会导致工作面系统的失稳现象，而“底板-支架-顶板”系统的失稳又是一种灾害性事故。

3倾角增加的不断变化，会对重力的切向和法向分量造成一定的影响，一方面，在此种影响的作用下，重力的切向分力会有所增大，而另一方面，重力的法向分力则会不断减小。所以，在这种情况下，工作载荷在工作面支护系统上的作用力也会逐渐变小，这样一来，就会加大支护系统失稳的外载，进而使架间挤、咬和工作面支架滑、倒的现象逐步加剧。为此，在控制工作面岩层时，支护系统工作阻力的提高并不是重点内容，更为注意的应是支护系统稳定性的不断加强。

二、大倾角煤层综采技术

1“支架-围岩”的关系

在实际工作中，谈及的采场“支架-围岩”相互作用体系与“老顶-直接顶-支架-底板”系统等同。而在系统当中，围岩与支架不仅存在着相互作用的关系，同时也存在着相互影响的关系。一方面，支架的承载特性与工作状况受围岩运动状态的影响，而另一方面，控制围岩稳定性的效果也会受支架工作状况的严重影响。为此，就要认识“支架-围岩”之间的联系，将其作为共同承载、相互作用的力学体系，对“支架-围岩”的关系进行科学的调节和处理，这也是有效实施大倾角煤层综采的关键问题。另外，整个支护系统在工作面中，对于采场安全生产的控制，是选用液压支架的结构物进行的，而这也是围岩稳定性得到控制的重要手段。

2支护系统稳定性控制

在支护系统当中，工作面支护对象是直接顶岩层，而老顶的活动通过直接顶受到间接的控制作用。支架在整个支护系统中不是孤立存在的，在围岩组成的支护体系中，支架形成的支护体系的整体稳定性和工作面顶底板有着密切的联系。

（1）顶板稳定性

对于工作面顶板压力而言，其受老顶岩层的影响是由直接顶的厚度决定的，老顶与煤层的距离越远，形成的直接顶厚度就会越大，而缓慢下沉式平衡在破断后形成的概率也会有所增大。如II466工作面直接顶厚度一般为13m左右，正是由于这种较好的顶板条件，以一种天然的保障控制着支护系统的稳定性。另外，工作面的不断推进，在顶板来压时期，支架的稳定性与破断岩块的重量之间的关系就为反比例关系，也就是说，直接顶跨落岩块的范围不断增大，在支架上施加的荷载也就会不断增大，这样一来就严重影响了支护系统的稳定性。在顶板来压期间，必须对支架的工作阻力和初撑力进行增加，才能促使支护的到位；顶底板与支架基本垂直，迎山角一般控制在3。-5。范围之内，避免退山现象的发生，同时促使与顶板之间的严密接触，不能有“线接触”的出现，避免空顶；在移架时一次性完成，顶板的反复支撑必须去除。

（2）支架

对于支架结构及参数的认识极为重要，其对支护系统稳定性的影响也是较为显著的，包括支架重量、支撑高度、支架底座宽度、工作阻力、初撑力等。其中，在支架的工作阻力和初撑力方面，依据支架的受力状况进行分析，促使对支架下滑的有效控制，就必须以支架整体稳定性的提高作为出发点，确保支架具备较好的初撑力，与此同时，对工作阻力进行有效运用。某矿II466大倾角工作面，选用的支架型号是ZY6000/18.5/38，该支架的初撑力与工作阻力分别等于3524kN、4400kN，顶板压力的要求能够被支护的强度满足。支架初撑力的提高，必须确保支架的整体状态完好，避免自动卸载、串液、漏液等现象的发生，并对供液管路进行及时的检查，促使泵站压力损失的进一步减少。就支撑高度与支架底座宽度方面，支撑高度越低，支架底座就会越宽，也会形成较好的稳定性。在现场中，能够采取的措施包括：支对架底座面积进行增加，良好接触煤层底板与支架，一方面促使底板对支架支撑力的合理分布，一方面，在支架工作阻力加大的同时，确保煤层底板的完好；对采高进行严格的控制，采煤高度一般控制在3.3m左右，确保顶板割平，且顶板点与支架顶梁不能接触。由于支架稳定性与重量的关系是反比例关系，只要支护强度能够满足特定的要求，就要对支架的重量进行控制，促使其稳定性的不断提高。如果工作面支架的选型已经完备，支架重量改变起来较为困难，就要在回采过程中对推进速度进行增加，可将每班采2刀增至采3刀，避免支架长时间的受到破断直接顶荷载的影响。

（3）底板稳定性

当开采大倾角煤层后，会使工作面顶板岩层发生较为严重的破坏和移动现象，与此同时，沿工作面倾斜方向，底板岩层也会向下滑移。而底板发生的破坏和滑移对大部分支架的影响都非常严重，使其理想的支撑基础失去有效作用，这样的状况之下，支护体系刚度就会受到破坏，而支架失稳破坏的趋势也会有所增强。对于底板的破坏，主要的影响因素包括支架与底板岩层间的摩擦、煤层倾角等。一般来说，工作面煤层倾角较大时，底板的破坏、滑移和失稳趋势就会有所增强。在底板摩擦因数方面，摩擦力越大的情况下，支架的抗滑力就会越来越小。对此，促使底板摩擦力的不断提高，可在采煤机割煤后，对工作面的浮煤进行及时的清理，否则在浮煤的作用下，支架底座与底板之间的摩擦力就会有所减小；对顶板淋水的处理必须及时，支架乳化液管路、各部位密封情况也要得到定期的检查，否则在水的作用下，底板摩擦系数就会不断降低。

结语

对于大倾角煤层综采而言，最为关键的问题就是工作面支护系统的稳定性。煤层倾角的不断增大，促成了上覆岩层重力的切向分力不断增大，与此同时，上覆岩层重力的法向分力则会不断减小，而由此引发的支护系统失稳对煤层的综采非常的不利，这就必须对煤层综采中出现的而一些问题进行处理，才能有效促使大倾角煤层综采的实施和生产。

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