趙春陽

(七臺河市鹿山優(yōu)質(zhì)煤有限公司，黑龍江 七臺河 154600)

在采煤工程生產(chǎn)實(shí)踐中，按照不同的礦山地質(zhì)、煤層賦存和開采技術(shù)等條件，傾斜長壁采煤工作面具有多種開采形式。

1 仰斜開采與俯斜開采

采煤工作面沿煤層走向布置并沿煤層傾斜方向推進(jìn)的采煤工作面即為傾斜長壁采煤工作面。而回采巷道主要包括工作面的運(yùn)輸斜巷、回風(fēng)斜巷和開切眼。

按照采煤工作面的推進(jìn)方向與煤層傾向的關(guān)系，有俯斜開采、仰斜開采和混合開采三種開采順序。其中，為便于工作面的接替，相鄰工作面間采用仰斜開采和俯斜開采相結(jié)合的開采順序即為混合開采。仰斜開采與俯斜開采具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)與適用條件。

1.1 仰斜開采的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件

仰斜開采的優(yōu)點(diǎn)：頂板淋水可直接流入采空區(qū)，使工作面保持良好的工作環(huán)境；裝煤效果好，可充分利用煤的自重提高裝煤率，減少工作面殘留煤量；有利于實(shí)施充填法處理采空區(qū)及向采空區(qū)灌漿，預(yù)防采空區(qū)發(fā)火。

仰斜開采的缺點(diǎn)：在平行于工作面的同向節(jié)理時，煤壁易片幫；頂板有局部變化時，架前易冒頂；煤層傾角較大時，采落煤易拋到輸送機(jī)的采空區(qū)側(cè)；煤層傾角大于17°時，采煤機(jī)較易翻倒。

仰斜開采的適用條件：煤賦存比較穩(wěn)定；煤質(zhì)較硬，不易片幫；煤層中厚以下；頂?shù)装搴兔簩訚B水較大；煤層傾角一般小于17°，最好小于12°。

1.2 俯斜開采的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件

俯斜開采的優(yōu)點(diǎn)：有利于避免煤壁片幫及梁端冒頂事故；工作面不易積聚瓦斯，有利于通風(fēng)安全；移架力和推溜力較??；采煤機(jī)重心傾向煤壁，不易翻轉(zhuǎn)和傾倒，可以保持良好的工作狀態(tài)。

俯斜開采的缺點(diǎn)：工作面在停產(chǎn)時，煤層頂?shù)装鍧B水易惡化工作面設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境；工作面裝煤效果較差；采煤機(jī)易于掉道或斷鏈，導(dǎo)向裝置磨損較嚴(yán)重。

俯斜開采的適用條件：煤層較厚；煤質(zhì)松軟，易于片幫；瓦斯較大；頂?shù)装搴兔簩訚B水較小；煤層傾角一般在17°以下，最好小于12°。

1.3 混合式開采的優(yōu)點(diǎn)

混合式開采兼有仰斜開采和俯斜開采的優(yōu)點(diǎn)。對傾角較小或近水平煤層，進(jìn)、回風(fēng)大巷并列布置時，也可以采用如圖1所示的仰斜開采與俯斜開采相結(jié)合的混合式開采方式，在運(yùn)輸大巷的上側(cè)采用俯斜后退開采，在運(yùn)輸大巷的下側(cè)采用仰斜后退開采。采用這種開采順序，有利于回采期間的分帶運(yùn)輸斜巷和分帶回風(fēng)斜巷的維護(hù)。

1-回風(fēng)大巷；2-軌道大巷；3-帶式輸送機(jī)大巷；4-分帶回風(fēng)斜巷；5-分帶運(yùn)輸斜巷；6-俯斜開采工作面；7-仰斜開采工作面；8-行人進(jìn)風(fēng)斜巷；9-材料車場；10-回風(fēng)斜巷 圖1 仰斜與俯斜混合開采方式(后退式)Fig.1 Mixed mining method of oblique and inclined mining (backward type)

2 分帶前進(jìn)式開采和分帶后退式開采

按照采煤推進(jìn)方向與水平運(yùn)輸大巷或帶區(qū)共用運(yùn)輸巷道(以下稱主要運(yùn)輸巷道)的相對位置關(guān)系，分帶采煤工作面具有分帶前進(jìn)式、分帶后退式和混合式等開采順序。

2.1 分帶前進(jìn)式開采

從主要運(yùn)輸巷道的聯(lián)絡(luò)巷開始，掘出分帶的部分運(yùn)輸斜巷和部分回風(fēng)斜巷，在靠近主要運(yùn)輸巷道保護(hù)煤柱邊緣利用開切眼聯(lián)系該兩巷，布置相應(yīng)設(shè)備后，向分帶的遠(yuǎn)側(cè)邊界(遠(yuǎn)離主要運(yùn)輸巷道的方向)回采、推進(jìn)的順序，即為分帶前進(jìn)式開采。在回采、推進(jìn)過程中，需要邊回采邊繼續(xù)向前掘進(jìn)回采巷道(有時可一次性掘出，或用沿空留巷技術(shù)，保留相鄰分帶的回采巷道)。

分帶前進(jìn)式開采時，工作面投產(chǎn)早，出煤快。隨著工作面推進(jìn)，要在采空區(qū)邊緣留出并維護(hù)回采巷道，巷道支護(hù)技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用較高。由于工作面后側(cè)處于采空區(qū)邊緣的巷道可能漏風(fēng)，采空區(qū)瓦斯也容易涌入進(jìn)、回風(fēng)流中，工作面通風(fēng)較困難，不利于工作面通風(fēng)及采空區(qū)火災(zāi)防治。邊采邊向前延伸巷道，采掘相互干擾，采掘施工管理復(fù)雜。由于未預(yù)先掘出工作面前方的回采巷道，難以把握工作面前方的地質(zhì)變化情況，不利于正常、穩(wěn)定生產(chǎn)。傾斜長壁工作面分帶前進(jìn)式開采順序在我國應(yīng)用不多。

2.2 分帶后退式開采

從主要運(yùn)輸巷道的聯(lián)絡(luò)巷開始，一次性掘出分帶的運(yùn)輸斜巷、回風(fēng)斜巷和開切眼，布置設(shè)備后，從該分帶的遠(yuǎn)側(cè)邊界開始，向主要運(yùn)輸巷道逐漸回采、推進(jìn)的順序，即為分帶后退式開采。分帶邊界不設(shè)回風(fēng)大巷時，采用后退式開采順序，工作面的運(yùn)輸斜巷和回風(fēng)斜巷在采煤前預(yù)先掘出，采后逐步報(bào)廢。

采用分帶后退式開采順序時，一次性掘出回采斜巷，預(yù)先探明煤層變化；回采和掘進(jìn)互不干擾，有利工作面連續(xù)推進(jìn)和正常生產(chǎn)；完整煤體中的回采斜巷易于維護(hù)，采后報(bào)廢，有利工作面的通風(fēng)管理和災(zāi)害防治。而前期巷道掘進(jìn)工程量較大，工作面準(zhǔn)備時間較長。在傾斜長壁開采中，后退式開采順序得到廣泛推廣。

2.3 混合式開采

在煤層的地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件不要求必須采用仰斜開采或俯斜開采時，為減少回采巷道的掘進(jìn)工程量，縮短工作面的搬遷距離，在克服前進(jìn)式開采缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，可采用前進(jìn)和后退結(jié)合、仰斜和俯斜結(jié)合的開采順序，即為混合式開采順序。礦井設(shè)置了邊界回風(fēng)大巷，相鄰分帶共用煤倉，采用“一仰一俯”的往復(fù)式開采。

若回風(fēng)大巷能擔(dān)負(fù)輔助運(yùn)輸任務(wù)，可把材料由上部的回風(fēng)大巷運(yùn)入分帶運(yùn)料斜巷，解決沿空留巷維護(hù)困難問題。

3 單工作面布置和雙工作面布置

按照相鄰工作面的聯(lián)合方式，帶區(qū)內(nèi)有單工作面布置和雙工作面布置兩種。前者即相鄰工作面分別布置，一個工作面設(shè)置兩條回采斜巷，單獨(dú)回采；后者即傾斜長壁對拉工作面布置，與采區(qū)內(nèi)的相鄰工作面聯(lián)合布置類似，利用三條回采斜巷布置兩個采煤工作面，中間斜巷運(yùn)煤，采用“W”型通風(fēng)，同時生產(chǎn)。

采用對拉工作面布置時，兩面內(nèi)的煤炭運(yùn)輸方向都沿煤層走向，沒有采區(qū)內(nèi)雙工作面布置時工作面煤炭運(yùn)輸下運(yùn)或上拉問題，工作面輸送機(jī)能力充分發(fā)揮；兩個工作面內(nèi)的風(fēng)流也沒有上行與下行的問題，通風(fēng)狀況良好：三條回采斜巷構(gòu)成兩個單工作面，巷道掘進(jìn)工程量和設(shè)備占用少。因此，頂板條件較好的薄及中厚煤層，尤其是采用炮采或普采工藝時，多采用對拉工作面布置。

近些年來，單工作面綜采裝備水平不斷提高，工作面布置長度和推進(jìn)長度大幅度增加，單工作面的生產(chǎn)能力得到提高，單工作面布置形式在高產(chǎn)高效的大型礦井中應(yīng)用廣泛。