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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综采的进一步发展必定会的到实现。
[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 文章编号：
大倾角煤层一般指倾角为35°—55°，这主要是考虑到冒落矸石的自然安息角为35°和水平分段放顶煤法开采55°以上特厚煤层时底板“死三角”丢煤很少，以及目前走向长壁综采设备及工艺在采区特殊措施后可适用煤层的最大倾角为55°，而且开采难度相当大，有特殊复杂性和规律性。大倾角煤层开采是我国当前西部矿区中大量实践且有着广泛应用前景的一中煤层开采技术，我国各类急倾斜长臂开采，工作面长度一般为80m，老顶及载荷层沿顶板层面的法向力仅是其岩中的一部分，而我国大倾角煤层开采总量并不乐观，支架严重挤、咬等问题给开采带来了很大的难度。所以对大倾角煤层综采技术的研究有着巨大的意义。
一、矿压显现和岩层移动的特征
1、大倾角煤层开采时，由于在直接顶岩层中会形成作用范围很小的“砌体拱”小结构，同时在直接顶上覆岩层中会形成类似于“厂型移动拱”的大结构。在工作面的不通区域中，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、大倾角煤层开采时如同缓倾角煤层一样，具有初次来压和周期来压现象，初次来压和周期来压强度取决于顶板岩层中直接顶上覆岩层的岩性、厚度、上覆岩层载荷、结构极限稳定跨距以及上覆岩层性的层位等。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。
3、煤层倾角的变化必将引起顶煤及上覆岩层的重力沿岩层面的切向滑移力及作用于层面的垂直压力重新分布，从而改变了煤岩层的运动规律，工作面顶底板显现出与水平及近水平煤层开采不相同的压力分布规律。倾角的不断变化，会对重力的切向和法向分量造成一定的影响。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发生变化，影响支护系统的稳定性，这种不规律的变化给支护带来了很大的难度。
二、大倾角煤层综采技术
1 、支架拉架方式
工作面正常回采拉架方式为卸载拉架，此方式使顶梁不在支撑顶板，工作面在过老巷时若仍采用卸载拉架，顶梁不在支撑顶板，当帮顶比较活时，帮顶易片、易掉。因此回采过程中采用带压拉架技术，当煤墙煤出完后，操作操作阀，先把煤墙2根柱卸载，柱脚向前移0.8m站在煤墙边，然后把2根柱升起来支撑顶梁，之后，把舎帮2根柱卸载，柱脚向前移0.8m后再把2根柱升起来支撑顶梁，最后操作拉架油缸，使支架顶梁支撑顶板进行前移，在移架的同时收回伸缩梁。
2 支护系统稳定性控制
大倾角煤层工作面顶板破段岩块的运动是一个“非均衡”运动过程，即顶板破断岩块除在垂直岩层层面内运动外，在平行岩层层面内也产生运动。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受到间接顶的控制作用。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
在顶板破碎地段或顶板冒落区，可采用扩棚措施，使工作面顶板提前获得支护。扩棚时，用打眼放炮落煤，采用11#工字钢作梁，2m长单体支柱作腿，扶一梁两柱的走向棚。在每架支架前梁前架设两根长2.5m的长钢梁，长钢梁一端搭接在支架前梁上，与支架搭接长度不小于0.5m，钢梁另一端紧抵煤壁，并在钢梁下支设两根单体支柱，其中一根紧贴煤壁，另一根单体支柱距煤壁1.0m，棚梁间用1.4m长的半圆木均匀排放。如果顶板破碎段沿走向范围较大，可随工作面的推进，继续在支架前扩棚，直至顶板与支架均恢复正常为止。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。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，在顶板来压期间，必须对工作满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，避免控顶；在移架时一次性完成，顶板反复支撑必须去除。
（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，确保支架具有较好地初撑力。此外，支架在急倾斜工作面处于支护状态时，随着顶、底板的滑移和倾斜向下分力的作用，支架之间的架间距发生变化，支架重心易偏移，为此支架支护时必须保持上、下的力矩平衡，即每一支架都以邻架为支撑点，保持合理的间距，共同支护着顶板，达到一种稳定工作状态，在这种情况下影响支护系统稳定性的因素主要有：
（1）支架结构及性能参数。主要指支架的整体架型结构、高度、支架底座面积、支架重量、支架重心位置以及支架的工作阻力。支架的支撑高度越低，底座面积越大，支架的稳定性就越好；支架的四连杆机构有利于抗扭，同时，自重越小越有利于自身的稳定。
（2）顶板压力变化。矿压观测表明，老顶在初次来压、周期来压期间，顶煤破碎加剧，调架、移架易造成顶煤冒空，支架常常出现倾倒及失稳。另外，煤层倾角45°以上时，底板也容易破坏滑移，造成支架失稳、倾倒。
（3）工作面工程质量。开采实践表明，工作面支架状态（垂直度、俯仰角）及采煤机挑顶卧底量、采高、顶底板平整度等质量因素也往往会转化成支架设备的倾倒和下滑，造成支护系统失稳。
三、大倾角综采工作面回采采取措施：
1、采煤工艺的措施：
（1）工作面伪斜推进。人为使工作面的下端头超前上端头，工作面呈伪斜推进，可有效的防止输送机与支架的下滑，一般情况下伪斜角度一般不超过6°。
（2）上行顺序推移输送机。无论采煤机是上行还是下行割煤，推移输送机都必须依上行顺序推移。上行时，滞后割煤，上行顺序移架、推移输送机。
2、采煤机防滑方案
（1） 目前大部分采煤机均为无链牵引采煤机，该种采煤机需配置液压防滑制动装置。
（2） 采煤机上行割煤时，要使两滚筒全部降至底，再停牵引。下行割煤时，要使滚筒切入煤壁后再进行停机。
（3） 如果支架有歪倒倾向时，要及时调整，防止支架进一步歪倒。
四 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，促成了顶底板压力里不断增大，导致工作面支护系统平衡性、稳定性降低，这就必须对煤层综采中出现的一些问题进行处理，例如优化采煤施工工艺，对采煤机采取防滑措施等，才能有效促使大倾角煤层综采的实施和生产。
参考文献
[1]何富莲，钱鸣高，刘长友。高产高效工作面支架--围岩保障系统[M]。徐州：中国矿业大学出版社，1997。
[2]吴士良，程元祥，安伯超。大倾角综采工作面设备防滑和防倒技术[J]。煤矿开采，2006（3）：34--35。
作者简介：陈多廷（1971.1），42岁，采矿助理工程，现供职于国投新集一矿安监处。
[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 文章编号：
大倾角煤层一般指倾角为35°—55°，这主要是考虑到冒落矸石的自然安息角为35°和水平分段放顶煤法开采55°以上特厚煤层时底板“死三角”丢煤很少，以及目前走向长壁综采设备及工艺在采区特殊措施后可适用煤层的最大倾角为55°，而且开采难度相当大，有特殊复杂性和规律性。大倾角煤层开采是我国当前西部矿区中大量实践且有着广泛应用前景的一中煤层开采技术，我国各类急倾斜长臂开采，工作面长度一般为80m，老顶及载荷层沿顶板层面的法向力仅是其岩中的一部分，而我国大倾角煤层开采总量并不乐观，支架严重挤、咬等问题给开采带来了很大的难度。所以对大倾角煤层综采技术的研究有着巨大的意义。
一、矿压显现和岩层移动的特征
1、大倾角煤层开采时，由于在直接顶岩层中会形成作用范围很小的“砌体拱”小结构，同时在直接顶上覆岩层中会形成类似于“厂型移动拱”的大结构。在工作面的不通区域中，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、大倾角煤层开采时如同缓倾角煤层一样，具有初次来压和周期来压现象，初次来压和周期来压强度取决于顶板岩层中直接顶上覆岩层的岩性、厚度、上覆岩层载荷、结构极限稳定跨距以及上覆岩层性的层位等。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。
3、煤层倾角的变化必将引起顶煤及上覆岩层的重力沿岩层面的切向滑移力及作用于层面的垂直压力重新分布，从而改变了煤岩层的运动规律，工作面顶底板显现出与水平及近水平煤层开采不相同的压力分布规律。倾角的不断变化，会对重力的切向和法向分量造成一定的影响。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发生变化，影响支护系统的稳定性，这种不规律的变化给支护带来了很大的难度。
二、大倾角煤层综采技术
1 、支架拉架方式
工作面正常回采拉架方式为卸载拉架，此方式使顶梁不在支撑顶板，工作面在过老巷时若仍采用卸载拉架，顶梁不在支撑顶板，当帮顶比较活时，帮顶易片、易掉。因此回采过程中采用带压拉架技术，当煤墙煤出完后，操作操作阀，先把煤墙2根柱卸载，柱脚向前移0.8m站在煤墙边，然后把2根柱升起来支撑顶梁，之后，把舎帮2根柱卸载，柱脚向前移0.8m后再把2根柱升起来支撑顶梁，最后操作拉架油缸，使支架顶梁支撑顶板进行前移，在移架的同时收回伸缩梁。
2 支护系统稳定性控制
大倾角煤层工作面顶板破段岩块的运动是一个“非均衡”运动过程，即顶板破断岩块除在垂直岩层层面内运动外，在平行岩层层面内也产生运动。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受到间接顶的控制作用。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
在顶板破碎地段或顶板冒落区，可采用扩棚措施，使工作面顶板提前获得支护。扩棚时，用打眼放炮落煤，采用11#工字钢作梁，2m长单体支柱作腿，扶一梁两柱的走向棚。在每架支架前梁前架设两根长2.5m的长钢梁，长钢梁一端搭接在支架前梁上，与支架搭接长度不小于0.5m，钢梁另一端紧抵煤壁，并在钢梁下支设两根单体支柱，其中一根紧贴煤壁，另一根单体支柱距煤壁1.0m，棚梁间用1.4m长的半圆木均匀排放。如果顶板破碎段沿走向范围较大，可随工作面的推进，继续在支架前扩棚，直至顶板与支架均恢复正常为止。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。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，在顶板来压期间，必须对工作满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，避免控顶；在移架时一次性完成，顶板反复支撑必须去除。
（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，确保支架具有较好地初撑力。此外，支架在急倾斜工作面处于支护状态时，随着顶、底板的滑移和倾斜向下分力的作用，支架之间的架间距发生变化，支架重心易偏移，为此支架支护时必须保持上、下的力矩平衡，即每一支架都以邻架为支撑点，保持合理的间距，共同支护着顶板，达到一种稳定工作状态，在这种情况下影响支护系统稳定性的因素主要有：
（1）支架结构及性能参数。主要指支架的整体架型结构、高度、支架底座面积、支架重量、支架重心位置以及支架的工作阻力。支架的支撑高度越低，底座面积越大，支架的稳定性就越好；支架的四连杆机构有利于抗扭，同时，自重越小越有利于自身的稳定。
（2）顶板压力变化。矿压观测表明，老顶在初次来压、周期来压期间，顶煤破碎加剧，调架、移架易造成顶煤冒空，支架常常出现倾倒及失稳。另外，煤层倾角45°以上时，底板也容易破坏滑移，造成支架失稳、倾倒。
（3）工作面工程质量。开采实践表明，工作面支架状态（垂直度、俯仰角）及采煤机挑顶卧底量、采高、顶底板平整度等质量因素也往往会转化成支架设备的倾倒和下滑，造成支护系统失稳。
三、大倾角综采工作面回采采取措施：
1、采煤工艺的措施：
（1）工作面伪斜推进。人为使工作面的下端头超前上端头，工作面呈伪斜推进，可有效的防止输送机与支架的下滑，一般情况下伪斜角度一般不超过6°。
（2）上行顺序推移输送机。无论采煤机是上行还是下行割煤，推移输送机都必须依上行顺序推移。上行时，滞后割煤，上行顺序移架、推移输送机。
2、采煤机防滑方案
（1） 目前大部分采煤机均为无链牵引采煤机，该种采煤机需配置液压防滑制动装置。
（2） 采煤机上行割煤时，要使两滚筒全部降至底，再停牵引。下行割煤时，要使滚筒切入煤壁后再进行停机。
（3） 如果支架有歪倒倾向时，要及时调整，防止支架进一步歪倒。
四 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，促成了顶底板压力里不断增大，导致工作面支护系统平衡性、稳定性降低，这就必须对煤层综采中出现的一些问题进行处理，例如优化采煤施工工艺，对采煤机采取防滑措施等，才能有效促使大倾角煤层综采的实施和生产。
参考文献
[1]何富莲，钱鸣高，刘长友。高产高效工作面支架--围岩保障系统[M]。徐州：中国矿业大学出版社，1997。
[2]吴士良，程元祥，安伯超。大倾角综采工作面设备防滑和防倒技术[J]。煤矿开采，2006（3）：34--35。
作者简介：陈多廷（1971.1），42岁，采矿助理工程，现供职于国投新集一矿安监处。