长壁采煤法在复杂地质下的运用

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1、长壁采煤法在复杂地质下的运用摘　要　本文通过介绍涟邵矿务局朝阳煤矿在煤层倾角、倾向多变，小断层构造发育的近水平煤层中，使用走向长壁和倾斜长壁联合开采的实际效果，论证了联合开采能在煤层倾角倾向多变的条件下实现正规工作面采煤。指出联合开采与单一走向长壁和倾斜长壁相比，具有采区准备巷道简单，回采巷道基本能成一直线，工程量省，回采工作面基本等长，回采率高等优点。该法为一些底部呈波状起伏的含煤盆地的深部开发提供了新的开采途径。　　关键词　走向长壁　倾斜长壁　联合开采1　引言　　煤炭工业技术政策阐明：倾斜和缓倾斜煤层一般采用走向长壁采煤法。倾角小于12°，条件适宜的煤层采用倾斜长壁采煤法。然而，对于

2、涟邵矿务局朝阳煤矿朝阳井-5°水平以下的煤层倾角、倾向多变呈波状起伏，小断层构造发育的近水平煤层来说，不能不考虑其整体的赋存状况对采煤的影响。根据朝阳煤矿走向长壁采煤法的实践和推行倾斜长壁采煤法的经验，我们认为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法都不能完全适应倾角、倾向多变呈波状起伏加小断层的近水平(0°～8°)煤层的开采，必须把两者结合起来加以灵活运用，才能适应这种条件。近年来我们在这方面作了一些有益的探讨并取得了较好的经济效益。下面结合朝阳煤矿的具体情况作一些简单的介绍。2　走向长壁和倾斜长壁采煤法联合运用的由来　　朝阳煤矿是涟邵矿务局一对年产21万t的矿井。矿区为不对称的短轴向斜盆地，地

3、质条件较为复杂。大的断层位于盆地边缘，小断层极为发育。矿井涌水量较小，为低瓦斯矿井。采用单一水平上下山开采下石炭纪测水煤系的两个薄煤层。三煤厚0.78m，五煤厚1.0m，层间距4～5m。除北翼局部属急倾斜煤层外，其余均为缓倾斜煤层。特别是-50m水平至盆地底部-95m水平，煤层倾角0°～8°，属近水平煤层。但煤层倾角、倾向多变且呈不规则的波状起伏加上小断层发育，给工作面的布置和回采带来了一定的困难(见图1)。图1　朝阳煤矿-50以下等高线分布图　　朝阳煤矿自投产以来一直采用走向长壁采煤法。实践表明这种采煤方法在煤层倾角、倾向变化不大、构造比较简单的倾斜和缓倾斜乃至近似水平煤层中使用，确实

4、具有生产安全、管理方便、巷道布置简单、回采工效和资源回收率高的优点。但在煤层倾角、倾向多变，呈波状起伏，小断裂构造较发育的近似水平煤层中使用却存在较多的不适应。让我们按照认识论从个别到一般的观点用下述例子来具体分析它存在的问题。　　例1：朝阳井一采区11515工作面，由于煤层倾角、倾向变化使等高线呈散开型，煤斗处煤层倾角15°36′，工作面斜长90m。而到了切眼位置煤层倾角变为7°46′，工作面斜长达208m。在朝阳煤矿的技术和装备条件下无法正常开采，只好调整采掘部署，增加中间机巷，推迟三个月投产，影响了正常接替和生产任务的完成(见图2)。图2　11515工作面巷道布置图　　例2：朝阳井

5、1358工作面，由于煤层倾角和倾向的变化，等高线呈凹地型。一煤斗斗口位置机巷标高-36.85m，风巷标高-35.7m，垂高1.15m，倾角0°49′，工作面长约90m。机巷施工中由于等高线迅速向风巷靠近。若按走向长壁法机巷沿煤层等高线施工，工作面会很快收敛，使机巷和风巷相交。这样不仅凹地部分大量资源不能及时采出，而且会造成采掘失调。因此，我们不得不将机巷改为沿倾斜顺煤施工，终于及时切出工作面，保证了正常接替。回采时前段用俯斜开采，中段沿仰斜推进，后段仍然沿走向回采。这样就形成了一种既不同于走向长壁又不同于倾斜长壁的新的开采方法。这就是朝阳煤矿联合运用两种长壁采煤法的开始(见图3)。图3　

6、1358工作面布置图　　例3：朝阳井1551工作面煤斗口位置，机巷标高-60.57m，风巷标高-53.9m，垂高6.67m，倾角5°40′，工作面长75m。在工作面准备过程中发现煤层构造形态特别复杂。风巷施工到A部，标高为-50m遇鞍部地形。如向①方向施工，工作面中间包含一个向斜和一个背斜，根本无法布置工作面。如向③方向施工，风巷会很快收敛到机巷位置，使工作面储量大大减少。我们实际上向②方向施工，相应地把机巷沿倾斜施工，翻过背斜布置出工作面。这样工作面前段采用仰斜开采，中段用俯斜开采，后段仍然沿走向开采。而机巷前段沿煤层走向掘进，后段沿煤层倾斜掘进。就这样我们联合运用了走向长壁和倾斜长壁

7、两种巷道布置方法，顺利地解决了这个极为复杂的问题(见图4)。图4　1551工作面布置图　　例4：朝阳煤矿自1984年以来逐步推广过倾斜长壁采煤法，先后在312，512，314，514四个工作面进行试采。经验表明在工作面推进长度不大，工作面内断层较少时，倾斜长壁采煤法是可行的。但是我们在布置1553倾斜长壁工作而时，机巷长度450m，由于煤层波状起伏较大，加上断层的影响，其弊端就很快显示出来了。其一机巷无法沿煤正常施工；其二机巷内要安