大汉沟煤业急倾斜煤层开采研究
大汉沟煤业急倾斜煤层开采研究
摘要：在对煤矿开采理论分析的基础上，结合现场开采的地质条件，借鉴国
内外急倾斜煤层开采的先进经验和国内急倾斜煤层的实际情况，通过分析比较，
广开思路，归纳总结出在该大汉沟区域煤层赋存条件下急倾斜煤层开采的具体办
法。
关键词：大汉沟煤业 急倾斜煤层 机械化采煤 开采研究
1、大汉沟煤业概述
井田面积为5.0258km2,建设矿井规模90万吨/年。地形总体南高北低，井田
南西边界外，奥灰岩层出露，区内最高海拨标高约+1960m，最低海拨标高约
+1800m，最大相对高差160m，属中低山区。
区内构造总体表现为一单斜构造，断层及褶皱不发育。主要含煤地层为石炭
系上统太原组（C3t）,煤系地层总厚72～90m，共含4层，自上而下依次为2#、
3#、5#和6#煤层。其中2#、5#为全区发育、全部可采之稳定煤层，3#为局部可
采煤层，6#为不可采煤层。
2、急倾斜煤层开采的特点
急倾斜煤层是倾角在45°以上的煤层，开采特点由倾角的增大而引起。从实
际经验来看，倾角位于45°～55°之间的煤层较难开采，其余均有较成熟的经验。
基本特点如下：
(1)急倾斜煤层多为不稳定的复杂煤层，煤层倾角大。顶板沿倾斜方向的分
力增大，垂直于层面方向的分力减小，工作面支架不稳定；底板岩层稳定性下降；
顶板、底板均会滑动；支架的支撑能力较小，稳定性减弱等。(2)在顶板岩石性
质相同的条件下，工作面采过后，与缓倾斜煤层相比顶板不易垮落。在开采急倾
斜近距离煤层群时，除了开采下层会影响上层以外，开采上层也会影响下层。(3)
冒落带呈漏斗状；长时间开采稳定后，地面塌陷区域呈沟壑状。(4)采下的煤和
垮落矸石等会自动下滑,容易伤人和冲倒支架；煤炭易于自溜运输。(5)在急倾斜
煤层中，人员沿倾斜方向上下行走和运料较为不方便；开采时，对煤层自然发火
的防治相对比较困难；且较易于受水的影响。
3、伪倾斜柔性掩护支架采煤法
3.1 采煤系统
伪倾斜柔性掩护支架采煤法的采煤系统布置如图1：
图1 伪倾斜柔性掩护支架采煤法的采煤系统布置
采面呈直线伪斜布置，沿走向推进，并用柔性掩护支架隔离采空区，工作面
煤层成倒梯形布置，工人在掩护支架下采煤。
(1)巷道布置：按阶段布置阶段上下平巷作为通风、行人、运料和运煤使用。
同时，工作面架尾平段布置运料眼、行人眼和下煤眼。巷道功能布置为：下平巷
进风，上平巷回风，采用上行风；行人通过上下平巷，行人眼和工作面；运料通
过上下平巷和运料眼（又称拉料眼）；运煤通过下煤眼进入刮板输送机，再进入
输送皮带。(2)采面布置：采面正常按25°～30°的伪倾角布置。工作面一般情况
采用“八”字型支架，在薄煤层则可采用“四边形”支架。
3.2 采煤流程
初采（调斜支架）—正常回采（回风巷超过上出口8～10m接长支架）—采
煤（破煤—风镐或开发钻进式采煤机等）—出煤（铺搪瓷溜槽，自溜运输）—调
架（调整支架）—留巷拆支架（在采面下端将支架放平，并留出空间1.2m高，
拆除支架）—收尾（落架拆架）。
4、采煤方法的研究
4.1 矿井
采用斜井两翼开拓。有利于缩短投产期和两翼布置工作面，确保矿井的生产
在空间上互不影响，满足矿井生产安全高效的要求。
4.2 各煤层基本采煤方法
4.2.1 2#煤层
平均厚度6.15m，含1～2层夹矸。顶板较稳定，底板裂隙不发育：伪顶为
泥岩或砂质泥岩，老顶砂岩厚12.4m；伪底为泥岩，老底砂岩，厚9.2m。采用伪
倾斜柔性掩护支架采煤法：(1)分区段掘巷，多巷放顶煤破煤；(2)使用钻进式（掘
进式）采煤机破煤（割底煤）。
4.2.2 3#煤层
厚度为0～1.3m，煤层由北向南展布逐渐减薄至不可采。老顶为砂岩，厚
5.7m。伪底为泥岩，老底砂岩，厚5.6m。煤层厚度1m以上可采用伪倾斜柔性掩
护支架采煤法：(1)分区段掘巷，多巷放顶煤破煤；(2)研究开发使用钻进式（掘
进式）采煤机破煤（割底煤）。在煤层厚度1m以下时采用钢丝绳锯无人作业工
作面破煤，采用四边形掩护支架。
4.2.3 5#煤层
平均厚度12.0m，含2～3层夹矸。伪顶为泥岩或砂质泥岩，老顶为砂岩，
厚7.6m。岩石致密，不具膨胀性。综合分析，创新技术采用伪倾斜双柔性掩护
支架分层采煤法：(1)分区段掘巷，多巷放顶煤破煤；(2)研究开发使用钻进式（掘
进式）采煤机破煤（割底煤）。
4.3 开采顺序
在考虑个别影响因素的同时，要从整体上按照2#煤层、3#煤层、5#煤层上
掩架、5#煤层下掩架的开采顺序进行，影响距离受现场矿山压力、煤层自燃等因
素的影响而具体确定。特别注意，5#煤层上、下掩架工作面间以5～7m为宜，
同时上掩架工作面不放架外煤，而在下掩架工作面间放架外煤，同时把控好放架
外煤的具体位置和数量，既要提高回采率，又要减少矸石对煤质的影响和老空残
煤发火对开采的安全影响。
5、结语
根据煤层的赋存具体情况和开采具有的客观条件选择合理的开采方法，特别
是通过掘进探清煤层赋存的现场具体地质情况，既是安全开采的保证，又是高效
生产的前提。多区段掘巷放顶煤柔性掩护支架采煤应是目前可以实现的高效非炮
采采煤法之一。结合科研机构进行科学研究，结合支架生产厂家开发和生产现场
研发机械破煤技术或钻进式（掘进式）的采煤技术，实现急倾斜煤层的机械化采
煤工艺。
参考文献
[1]李栖凤.急倾斜煤层开采[M].北京:煤炭工业出版社,1984.
[2]高召宁,石平五.急斜特厚煤层水平分段放顶煤安全开采的研究[J].矿山压
力与顶板管理,2005,(1).
[3]谢东海.巷道放顶煤开采的实践与认识[J].煤矿设计,1996,(8).
急倾斜厚煤层瓦斯涌出量预测及突出危险性研究的开题报告
急倾斜厚煤层瓦斯涌出量预测及突出危险性研究的开题报告开题报告标题：急倾斜厚煤层瓦斯涌出量预测及突出危险性研究一、选题背景与意义在煤矿生产过程中，煤层瓦斯涌出是普遍存在的问题，瓦斯涌出量的突然增加会导致煤矿爆炸的风险，威胁煤矿生产安全。
尤其当煤层急倾斜、煤层厚度较大时，瓦斯涌出易造成突出危险，进一步加剧了安全风险。
因此，本研究旨在利用数学模型和实验研究方法，对急倾斜厚煤层的瓦斯涌出量进行预测，同时分析瓦斯涌出量与突出危险性的相关性，为煤矿生产安全提供科学参考。
二、研究内容（1）分析急倾斜厚煤层的地质条件、瓦斯产生规律、瓦斯渗透特征等因素，构建瓦斯涌出数学模型。
（2）利用计算机仿真技术，对模型进行验证和预测，获得瓦斯涌出量和瓦斯浓度分布图。
（3）采集实际急倾斜厚煤层的瓦斯涌出数据，与模型预测结果进行对比验证。
（4）通过实验方法，探究瓦斯涌出量和突出危险性之间的关系，分析瓦斯涌出与突出危险性的相关性。
三、研究意义（1）预测瓦斯涌出量，有助于提高煤矿安全生产管理水平，降低爆炸等事故发生的概率。
（2）研究瓦斯涌出量与突出危险性的关系，可为突出预测和防治提供科学依据。
（3）本研究所建立的数学模型和实验方法，可为相关领域的进一步研究提供参考。
四、研究方法（1）采用案例研究法等文献研究法，对急倾斜厚煤层的地质条件、瓦斯产生规律、瓦斯渗透特征等因素进行分析研究。
（2）利用计算机仿真技术，建立数学模型，对瓦斯涌出量进行预测。
（3）采集实际急倾斜厚煤层的瓦斯涌出数据，并与模型预测结果进行对比验证。
（4）通过实验方法，探究瓦斯涌出量与突出危险性之间的关系。
五、预期成果（1）建立急倾斜厚煤层的瓦斯涌出数学模型，并进行仿真验证。
（2）分析急倾斜厚煤层的瓦斯涌出量与突出危险性的关系，为突出预测和防治提供参考。
（3）为煤矿安全生产管理提供科学依据。
六、进度安排第一阶段：文献研究、煤层地质条件分析（两周）第二阶段：瓦斯涌出数学模型建立、计算机仿真（四周）第三阶段：实际数据采集、模型对比验证（六周）第四阶段：实验研究，分析瓦斯涌出与突出危险性之间的关系（六周）第五阶段：撰写论文（四周）七、参考文献[1] 陈林,等.大倾角煤层瓦斯突出触发因素的数学模型[J].煤炭学报,2009,34(11):1496-1500.[2] 郎建新,王建华,姜贵军,等.南阳矿区大倾角煤层的瓦斯涌出特征与应对[J].中国矿业大学学报,2011,40(3):396-402.[3] 刘忠云,王占辉,马福泉,等.厚煤层瓦斯涌出规律及预测研究[J].煤炭学报,2010,35(2):284-288.[4] 许兴亮,贺恩铭,黄寿琴.逆向采煤中矿压规律及控制对策的实验研究与数值模拟[J].岩石力学与工程学报,2017,36(增刊1):2886-2894.。
采矿学 -第八章 急(倾)斜煤层采煤法
4、设计防止飞溅挡煤板，防止采煤机割下的煤 伤人； 5、设输送机防滑千斤顶，输送机头前方设置煤 矸导流板，缓解冲击力，防止正下方煤矸飞溅； 6、每隔几架支架安装一套机道挡矸板，防止煤 炭堵塞下出口或砸伤下部人员。
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二、伪倾斜柔性掩护支架采煤法
1、工作面呈直线伪斜布置，沿走向推进，并用柔性 11 掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤。
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2、柔性掩护结构
6 3
Ⅱ
4
1
A放大
1 6
5
Ⅰ Ⅱ
6
Ⅰ
2
Ⅰ Ⅰ
4
3
1
A
2
Ⅱ Ⅱ
1 2 3 4 300
600
500
1100 2800
600
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3、工艺过程 （1）准备 将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外 5m处挖地沟； 在扩宽的回风巷里安掩护支架。
Ⅰ
6 2
2
Ⅱ
Ⅰ
4000 800 1 3 630 2100 630 233
7500
3400
200
2500
3 624 最小控顶距
2
7 150 310 最大控顶距
Ⅱ Ⅱ 中 国 矿 业 大 学
Ⅰ ⅠΒιβλιοθήκη 250075006 5
2、滑移支架放顶煤回采 滑移顶梁支架是一 种无底梁，由滑移顶梁 与双作用液压支柱等组 成的液压支架。
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4、评价及适用 优点： 在掩护支架下作业相对安全； 巷道布置简单，掘进率低； 材料消耗低； 产量相对较高。 缺点： 支架结构不完善，不能调节宽度； 如有淋水，劳动条件差； 支架安装、拆除工作量大。 适用： ，M= 2 6m
急倾斜煤层走向长壁后退式采煤方法的应用与探讨
急倾斜煤层走向长壁后退式采煤方法的应用与探讨◎王光军（作者单位：亿达信能源有限公司宝源煤矿）近年来，在社会经济快速发展过程中，社会对煤炭需求量呈现出了急剧增长态势。
就我国采煤现状来看，已经发展到了后期阶段。
煤层开采深度不断加深、开采难度逐渐加大。
针对一些倾斜角较大的煤层，更是在无形之中加大了工作难度。
在进行了深入研究之后，发现将走向长壁后退式采煤方法应用到倾斜角较大的地方，能够产生积极作用。
为此，在对该开采方法优势和应用时需要注意的事项进行了研究之后，将其运用到大井一区开采工作中，产生了应有的效果。
同时，对于急倾斜煤层回采方式的研究也提供了一定借鉴和技术性参考。
一、传统采煤方式的优缺点1.“穿花垛”式回采方式的优缺点。
将“穿花跺”式回采方式应用到具体工作中，其能够为后期顶板管理工作的顺利开展创造良好条件。
当顶板出现破碎状况时，利用这种开采方式，能够进一步提升顶板控制效果。
但是从另一方面来看，其也存在着一定的弊端。
其中，较为明显的便是单产低、煤炭资源浪费严重。
在回采率方面，仅能够达到总体的60％一80％。
另外，在回采时，还面临着通风系统管理难度较大的问题。
2.“仓储式”回采方式的优缺点。
从“仓储式”回采方式特点来看，在开采过程中，其所需要掘进的巷道量较大，=。
为了能够针对性解决行人和通风方面的问题，需要在每个仓为其设置一条上山。
在回来率方面，相比较于“穿花跺”，其优势更为明显。
从其弊端来看，单产量低、回采工序较为复杂等，都是其面临的主要问题。
另外，在放仓时，很容易出现堵仓情况。
在此过程中，如果发现出现了顶板劈碎问题，将会对风路管理产生一定影响。
整体上来看，这种方式虽然回采效率高，但如果发生了堵仓问题时，则会严重影响后期工作的顺利开展。
3.走向长壁后退式回采方式的优缺点。
就目前工作形势来看，在大井一区开展采煤工作时，都会利用到走向长壁后退式回采方式。
尤其是在急倾斜煤层区域中，其应用更为广泛。
结合相关调查和研究可以发现：这种回来率较高，并且丢煤现象发生较少。
急倾斜煤层开采地表移动规律数值模拟研究
急倾斜煤层开采地表移动规律数值模拟研究作者：朱强高明中孙超纪文涛任飞来源：《安徽理工大学学报·自然科学版》2012年第03期摘要：为了研究急倾斜煤层开采下地表沉陷的移动规律，运用求解非线性大变形问题有限差分法（FLAC3D）对急倾斜煤层开采下进行数值模拟，重点分析了岩体移动引起的地表变形。
结果表明：急倾斜煤层开采下地表在走向呈对称性下沉盆地，而在倾向上呈非对称性的兜瓢形下沉盆地，地表的变形主要集中在煤层顶板方向一侧，以及最大下沉点和水平移动向煤层的上山方向偏移。
关键词：急倾斜煤层；地表沉陷；数值模拟中图分类号：TD823文献标识码：A文章编号：1672-1098（2012）03-0071-因采矿引起的岩层移动波及到地表，使地表产生移动、变形、破坏的现象以及过程称为地表移动。
开采引起的地表移动过程受多种地质因素和开采因素影响，随着采深、采厚、采煤方法以及煤层产状等因素的不同，地表沉陷的大小也完全不同。
煤系地层倾角是决定上覆岩层的移动和破坏形式及地表移动与变形程度的重要因素之一。
当前我国“三下”采煤一直是国内外煤炭行业的重要研究课题，煤矿开采引起的地表沉陷问题一直以来都是矿山研究的热点问题。
但是概率积分法只适用于缓倾斜煤层，由于急倾斜煤层地质条件及破坏机理和水平煤层开采时有本质的不同，所以对于急倾斜多煤层开采引起地表移动的许多现象还没有得到满意的解释，对于急倾斜煤层预计偏差较大。
为此迫切需要对这类矿山的地表移动规律问题进行全面研究。
本文用建立在拉格朗日算法基础上的FLAC3D有限元分析软件，对因煤层开采引起的地表沉陷规律进行了数值模拟研究，对急倾斜多煤层开采造成的地表沉陷变形进行预测分析和探讨，为工程实践提供理论依据。
1地质背景新集三矿位于凤台县境内，处于淮南煤田中段南部的边缘。
淮南新集三矿西三采区新生界地层由第四系和第三系组成，厚度为143～167 m，属于厚冲积层。
煤层倾角平均为60°。
煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告
煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术可行性研究报告目录1.工程名称及工程承担单位基本情况 (1)1.1工程名称 (1)1.2工程承担单位概况 (1)1.3工程工作范围及起止时间 (1)2.矿井概况 (1)2.2地形地貌及气候 (2)2.3地震 (3)2.4矿井生产概况 (4)2.4.1矿井生产规模 (4)2.4.2矿井开拓方式 (4)2.4.3矿井采煤方法 (5)2.4.4矿井其它主要生产系统 (5)3.矿井地质 (8)3.1地层、煤系、煤层、煤质 (8)3.1.1地层 (8)3.1.2煤系、煤层、煤质 (8)3.2构造 (9)3.2.1褶皱 (9)3.2.2断层 (10)3.3水文地质 (11)3.3.1岩层含水性 (11)3.3.2矿井充水通道 (12)3.3.3水文地质类型 (13)4.立项背景及意义 (13)4.1.国内外技术现状 (13)4.2示范工程实施的必要性 (14)4.3示范工程实施的可行性 (16)5.示范工程总体目标 (18)5.1示范工程实施意义 (18)5.2目标和任务 (19)6.示范工程的技术路线 (19)6.1采用的技术路线 (19)6.2工作面基本情况 (19)6.3设备选型 (22)6.4工作面安全防护 (26)6.5生产工艺 (28)7.示范工程重点任务与进度安排 (29)7.1示范工程重点任务 (29)7.2示范工程进度安排 (30)7.3主要技术难题及拟采取的措施 (31)8.资金预算 (31)8.1示范工程经费预算编制方法 (31)8.2示范工程经费预算结果 (32)8.3示范工程资金筹措 (45)9预期成果及社会经济效益分析 (45)9.1预期成果及安全分析 (45)9.2经济效益 (46)9.3社会效益 (47)9.4全国推广的效益分析 (48)10.组织实施及保障措施 (48)10.1组织管理 (48)10.2质量保证措施 (50)10.3安全保证措施 (50)1.工程名称及工程承担单位基本情况1.1工程名称2011年度矿产资源节约与综合利用专项资金示范工程：**煤矿急倾斜煤层（＞45°）综合机械化采煤技术可行性研究1.2工程承担单位概况工程承担单位: 四川省**煤业股份有限公司**煤矿法人：联系人:联系电话：地址:四川**市天池镇邮编:1.3工程工作范围及起止时间目前**煤矿的大倾角（＜45°）煤层已基本采完，且大倾角综采技术已经成熟，鉴于倾角大于45°的煤层占大部分，为了达到矿井核定生产能力120万t/a，进一步提高我矿单产水平及工效，现急需对急倾斜煤层（＞45°）综合机械化采煤技术进行攻关。
我国急倾斜煤层开采的现状及发展趋势_谢东海
１．引言急倾斜煤层开采方法一直是采矿技术中的难题，已经引起国家有关部门的重视。
长期以来，人们对此作出了不懈的努力，并取得了可喜的进展。
然而，由于急倾斜煤层开采条件的特殊性，开采方法仍然是这类矿井改善技术经济面貌的主要障碍。
急倾斜煤层储量占我国煤炭总储量的４％，而南方地区８０％的矿区赋存有急倾斜煤层。
因此，关于急倾斜煤层开采方法的研究对我国煤炭工业的发展仍具有十分重要作用。
急倾斜煤层的开采方法与煤层埋藏的地质条件有密切关系。
选择某种采煤方法不仅受煤层倾角和厚度的影响，而且与煤层埋藏深度、煤层数目、围岩性质、地质构造，以及煤层的自然发火性质、瓦斯含量、水文条件等多方面的地质因素有关。
我国急倾斜煤层分布广泛，其地质条件大多数比较复杂，经过长期的勘探和开采，对现有生产矿井中的急倾斜煤层和将要开采的急倾斜煤层的赋存特征及开发环境已有相当的了解。
２．急倾斜煤层开采方法的历史沿革我国急倾斜煤层开采技术的改革，从解放初期到现在，大致经历了以下四个发展阶段［１］：第一阶段：五十年代初，进行了采煤方法的改革。
各矿区根据不同的煤层赋存条件，推行倒台阶工作面、水平分层、巷道长壁和沿俯斜推进的掩护支架等采煤方法。
部分采用风镐落煤，刮板运输机运煤和机械式回柱，用冒落法处理采空区，取得了提高工作面生产能力、减轻劳动强度、改善安全状况的效果，初步改变了急倾斜煤层矿井落后的技术经济面貌。
第二阶段：六十年代开始，急倾斜煤层开采技术的进步主要表现为改风镐落煤为电钻打眼爆破落煤。
为扩大掩护支架的使用范围，淮南、开滦、徐州等矿区先后在掩护支架采煤法中成功应用“八字”型等掩护支架，克服了平板型支架的一些缺点，取得了较好的技术经济效果；此外，一些开采急倾斜煤层的矿井还进行了矿井开拓和巷道布置方面的改革，降低了掘进率，改善了巷道的维护条件；同时也对工作面回采工艺进行了改革，开始应用金属支柱和金属铰接顶梁，在水平分层工作面中采用金属网假顶，或因地制宜地利用竹笆、荆笆等作假顶材料，均取得了较好的技术经济效果。
第8章急(倾)斜煤层开采法(罗文柯)
1
2
3
4
开采急 保持至少 采
开展科学研 究，提高技
2009年1 倾斜煤 两个畅通 取有 术装备水平。
月1日起，层的采 的安全出 效措
严禁使用 煤工作 口，一个 施，
仓储式等 面必须 通到回风 保障
落后采煤 法。
形成全 风压通 风系统。
巷道，另 矿井 一个通到 安全 进风巷道。生产。
6
要积极组织 急倾斜煤层 开采先进适 用技术的推 广工作。
第8章 急（倾斜）煤层采煤法
1
讲授主要内容
2
第1节 急（倾）斜煤层开采概述
急倾斜煤层储量占我国煤炭总储量的5%，但 在新疆、甘肃、青海等边远地区和四川、贵州、 海南、福建等南方缺煤地区的80%矿区赋存有 急倾斜煤层，黑龙江省四大矿区均有急倾斜煤 层。因此，关于急倾斜煤层开采方法的研究对 我国煤炭工业的发展仍具有十分重要作用。
3
（1）形成原因：初期的地壳不均匀沉降、冲蚀作用；后 期的褶皱和断裂运动结果。
（2）煤层倾角：45°～90°，甚至倒转。 （3）煤层厚度特征：薄、中厚、厚及特厚煤层。 （4）煤层形态特征：复杂：扁豆状、鱼鳞状、串珠状或
藕节状 （5）煤质：脆；节理：发育。故易冒落 （6）煤层顶底板：岩层层理与裂隙发育，易冒落。 （7）突出危险大 （8）煤层自燃发火和煤层爆炸威胁大。
（2）20世纪50年代：进行了采煤方法的改革。根据不同 的煤层赋存条件，推行倒台阶工作面、水平分层和巷道放 顶煤等采煤方法。采用风镐落煤，运输机运煤和机械式回 柱，用冒落法处理采空区。
（3）六十年代开始，急倾斜煤层开采技术的进步主要表 现为改风镐落煤为电钻打眼爆破落煤。为扩大掩护支架的 使用范围，淮南、开滦、徐州等矿区先后在掩护支架采煤 法中成功应用“八字”型等掩护支架，克服了平板型支架 的一些缺点，取得了较好的技术经济效果。
急倾斜厚煤层综放开采覆岩运移规律研究
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急倾斜综采工作面斜长变化分析和对策
急倾斜综采工作面斜长变化分析和对策在综采工作面向前推进的过程中经常会遇到工作面缩短或增长的现象，文章通过现场开采实践对综采工作面斜长变化的原因及危害进行了总结分析，并提出相应的解决办法，对类似综采工作面有一定借鉴作用。
标签：综采工作面；倾角；原因；工作面斜长急倾斜综采工作面在回采过程中，经常会出现工作面斜长增长或缩短的现象。
工作面斜长增长，造成割煤机不能割穿上出口，工作面两端头空间加大，需增加支架、延长刮板输送机或增加临时支护，加强顶板管理；工作面斜长缩短，造成工作面端头出口不畅、支架相互挤咬，需减少支架、缩短输送机或人工扩帮增加上下两巷宽度。
这些问题的出现，影响了综采工作面的安全生产，造成工作面停产，影响工作面月产量。
由于增加或减少支架工程量较大，需停止工作面生产进行支架增减，这样无疑影响了工作面的产量，同时存在需增加临时支护，加大人、财、物投入，增大安全管理的难度。
但从当前的形势来看，未来的煤矿发展发展方向是大型化、机械化发展方向，所以我们要找出综采工作面斜长变化的原因以便于更好的解决未来的综采工作面因斜长变化而给生产带来的麻烦。
1 急倾斜综采面斜长变化分析1.1 回采巷道布置方式对工作面斜长影响分析目前走向长壁采煤工作面的进风巷和回风巷的掘进方式有两种一种是沿中线，顺着顶板走（图1），它的的特点是巷道直无转弯，利于皮带运输机和刮板输送机的安装，减少转载环节，缺点是在掘进过程中会随着煤层的倾角增大而起坡，随着煤层倾角的变小而下落，使巷道成高低起伏状，从而造成巷道积水，增设排水设施，排水困难，形成多级提升，给运输和机电管理带来困难，在风巷运输支架的时候带来较大的安全隐患。
另一种是沿腰线掘进（图2），巷道高程稳定，无起坡、下落现象。
但是会随着煤层倾角的变化有转弯现象，在安装连续化运输设备时常常采取刷帮的方式进行调直处理。
图1 巷道沿中线布置引起斜长变化图2 巷道沿腰线布置引起斜长变化1.2 煤层赋存变化对工作面斜长影响分析煤层倾角的变化是引起采煤工作面斜长变化的主要原因，经过长期的实践经验分析得出还有以下几点原因：1.2.1 当煤层出现褶曲构造，工作面沿倾斜方向上有起伏时，工作面斜长会发生变化，如图3所示：1.2.2 在工作面遇到陷落柱和断层时会引起工作面斜长发生变化，如图4、5所示。
急倾斜煤层开采垮落带破坏特征与法向高度研究
第43卷第4期煤炭科学技术Vol.43 No.4 2015年4月Coal Science and TechnologyApr. 2015 急倾斜煤层开采垮落带破坏特征与法向高度研究阎跃观1,戴华阳1,王忠武2,朱国维1,陈宏忠2,徐 翀3(1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;2.北京昊华能源股份有限公司,北京 102300;3.淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 232000)摘 要:为研究急倾斜煤层开采覆岩垮落带破坏特征,以大台煤矿急倾斜煤层为研究对象,基于2台相似材料模型试验,分别研究了急倾斜煤层深部局部开采和浅部—深部全部开采垮落带的破坏特征和法向高度,并利用高分辨率地球物理勘探技术实测了大台煤矿深部开采垮落带的破坏形态和法向高度。
结果表明,该矿急倾斜煤层深部局部开采垮落带易形成梯形拱形结构,法向高度约为煤厚的2.5倍,急倾斜煤层浅部—深部全部开采,垮落带呈带状分布,法向高度增大并趋于稳定,约为煤厚的5.0~6.0倍,物探成果表明煤层顶板垮落区与煤层近似平行,呈带状分布,顶板垮落带法向高度约为煤厚的5.6倍,与相似材料模型试验结果基本吻合。
关键词:急倾斜煤层;垮落带;破坏特征;法向高度;地球物理勘探中图分类号:TD325 文献标志码:A 文章编号:0253-2336(2015)04-0023-04Study on failure characteristics and normal height of cavingzone due to steep seam miningYAN Yue -guan 1,DAI Hua -yang 1,WANG Zhong -wu 2,ZHU Guo -wei 1,CHENG hong -zhong 2,XU Chong 3(1.College of Geoscience and Surveying Engineering ,China University of Mining and Technology (Beijing ),Beijing 100083,China ;2.Beijing HaoHua energy Co.,Ltd.,Beijing 102300,China ;3.Huainan Coal Mining Group Corporation Ltd.,Huainan 232000,China )Abstract :In order to research the failure characteristics of caving zone of steep seam mining,this paper took steep seam of the Datai Col⁃liery as example ,the two similar material models were employed to research the caving zone failure characteristics and the normal height of deep mining and shallow to deep mining.The failure pattern and normal height of caving zone due to steep seam deep mining of Datai Col⁃liery were measured by the high resolution geophysical exploration.The results showed that the caving zone form trapezoidal arch structure due to the deep mining and the normal height was about 2.5times of the mining thickness.The caving zone form zonal distribution due tothe shallow to deep mining and the normal height was about 5.0~6.0times of the mining thickness.The geophysical exploration resultsshowed that the caving zone form zonal distribution and the normal height was about 5.6times of the mining thickness.The results of geo⁃physical exploration and similar material model were identical.Key words :steep seam;caving zone;failure characteristics;normal height;geophysical exploration收稿日期:2014-10-15;责任编辑:杨正凯 DOI :10.13199/ki.cst.2015.04.006基金项目:国家自然科学基金资助项目(51404272);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110023110014);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QD01,2010YD05)作者简介:阎跃观(1981—),男,山西太原人,讲师,博士。