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摘 要：煤炭工业是关系到国家经济命脉与能源安全的重要基础产业，近年来，受国民经济发展的推动和影响，我国煤炭产量快速增长，但煤炭产业集中度较低、布局不合理、产能结构过剩等情况较为突出，煤炭行业加紧进行产能整合与结构调整，并提高煤矿开采的安全性，降低安全事故的发生。其中，大倾角厚煤层开采问题逐渐受到重视，大倾角厚煤层在开采过程中容易出现安全事故。因此，要根据实际情况，通过多种技术手段提升大倾角厚煤层的回采效率，并提高其安全性。本文首先分析了几种常见的大倾角厚煤层开采方法，并以某煤矿为例，阐述了大倾角厚煤层开采作业核心技术。
关键词：大倾角;厚煤层;开采技术
引言
随着我国煤炭开采量的不断增加，大倾角煤层成为很多矿区或矿井的主采煤层，大倾角厚煤层存在回采率低、煤壁片帮、冒顶严重等问题，是煤炭开采的难点，在开采作业过程中容易出现安全事故，影响煤矿生产安全，威胁作业人员的人身安全。所以，针对大倾角厚煤层必须加强研究与实践，解决开采技术问题，从根源上消除和降低安全隐患，确保煤炭开采的安全性和稳定性。
一、大倾角厚煤层开采方法
大倾角工作面开采具有以下基本特征：工作面开采过程中，顶板的破断岩石沿工作面向下滚（滑），工作面底板围岩向已成空间的移动加剧，变形和破坏的可能性增大。由于上覆岩层和自身重力分量的作用，在非控制状态下，工作面支架和设备下滑、倾倒的可能性急剧增加，当煤层倾角小于55°时，对于厚度较大的煤层，大量的生产实践证明，可以根据条件选择开采方法。大倾角厚煤层采煤方法包括斜坡采煤法：
斜坡陷落法的核心实质就是以倾斜巷道为主要布置形式，斜坡陷落采煤法的巷道布置方式是从底板运输巷每隔l00～150m掘凿透煤石门，斜坡陷落法的巷道布置和采煤工艺能随开采煤层的变化而及时调整改变，充分利用煤层较松软、易塌落的性质，缺点：回采率低，达不到国家规定;炮孔采煤法的全称应该是伪倾斜壁式长炮孔爆破陷落采煤法，在开采煤层的底板岩石内沿走向掘进煤层底板巷，长孔爆破采煤法一般适用于煤层倾角大于45°，优点是采煤作业安全，减少资源损失，提高了单产，产量也较稳定，降低掘进率，促进采掘正常接替，节省材料，经济效益好。但要主动合理留设煤柱，防止顶板大面积突然垮落。
伪斜柔性掩护支架采煤法是掩护支架采煤法进入第二阶段的标志，回采巷道的布置方式使这种采煤方法回采工作连续性强、通风条件好等一系列优点。这种开采方法是现阶段大倾角厚煤层开采常见的一种技术方法，大大降低了顶板管理的工作量和危险性，是大倾角厚煤层开采的核心技术工艺。通过该技术的应用克服了真倾斜布置的工作面内煤矸快速滚滑造成危害、行人困难和操作不便的缺点。
3、大倾角厚煤层相似材料模拟
煤及煤层顶底板自然状况模拟包括煤层顶底板岩性、煤层顶底板力学性质。相似材料模拟研究是矿压研究中最重要的方法，试验效应清楚直观，周期短，见效快。模型参数确定包括模型架尺寸、模型参数确定，应选取影响原型与模型的主要指标。相似材料选择要求要保证力学性能稳定，不易受到外界条件的影响。模型制作方便，凝固时间短。能使相似材料的强度性能和变形性能与岩石相似。成本低，材料来源丰富。相似材料配比及力学性质的测定凝固时间的选择、天然视密度的选择、相似材料配比试验及力学性质测定。目前模型成型方式有两种，砌块模型和捣固模型。
4、柔性掩护支架侧放煤回采工艺
回采工艺主要有支架安装、支架的下放以及支架拆除三个环节。在支架下放轨迹中初次下放，指架头落到拆卸位置前的下放过程，正常下放，指上部装支架与下部拆支架的下放过程。结束下放，指架尾已安装到开采边界，逐步下放到拆架顺槽的过程，要求支架的开切眼和收作时的小眼均要有一定的伪斜角。
为了有效地回收煤炭资源，提高回采率，侧放煤技术利用扒煤原则使柔掩工作面支架的下肢逐步扬起，工作面每推进三循环开始在沿着工作面靠实体煤一侧煤帮部开一放煤口，进行一次侧放煤。煤层倾角对伪斜柔性掩护支架采煤法的使用有很大的影响，使用木支柱或单体液压支柱对架体进行支撑，支撑式柔性掩护支架运动轨迹安相应步骤完成。
处理好生产中出现的支架挂顶或啃底问题，可用打眼放炮的方法崩去顶板岩石，在加工支架时，将下肢脚和上肢头切割成圆弧形;处理窜矸问题时使支架在下一循环下放时落实在顶底两帮的煤台上;遇到凸起不平的顶板和底板用千斤顶向底板方向顶架，打一加强支柱支撑下肢，再用煤电钻破掉凸起的底板，使之进入正常支护状态;断绳故障主要是由于在回采过程中支架走位不正常，可根据实际情况使用相应长度的钢丝绳加固在断绳处，两边再用3～5个绳卡子卡紧卡牢。
二、工程概况
以某工程为例，某井田总开采面积达到15.68km?，年产能超过200万t，预计设计生产年限达到35年。在整个矿井范围内，主要包括2#、10#与17#煤层，煤层平均厚度约为5.8m，结构复杂，个别部位含有至少两层夹矸。当前主要针对2#井实施开采作业，埋深超过350m，经测量得知，最大煤层倾向角为32°，且作业面起伏范围较大，属于典型的大倾角厚煤层综合开采作业。在实际开采过程中，极易受到各类主客观因素的影响，诱发生产安全事故。另外，大倾角厚煤层的回采作业难度系数较高，并伴有一定的风险性。
三、开采作业核心技术
施工人员使用回弹仪测试主采煤层及煤层夹矸，合理测定顶煤与夹矸强度;依托专业技术理论，测算工作面压力强度等级与安全支撑架构的承载限度等。根据工程所处区域的地质结构条件特征，构建三维模拟试验台，综合分析倾斜回采作业基本规律，并模拟顶煤放出速度与煤矸分界面变化规律的动态变化关系。然后利用专业数值模拟软件，定向标志颗粒的变化轨迹。
依托钻孔成像技术与超声波技術，可探测地质构造断裂带与煤壁安全稳固性，揭示回采面与顶板周期受压裂缝延展深度。同时采取棕绳+注浆锚固作业的方式，处理地质构造断裂带与煤壁片帮段，进一步提升煤壁的安全稳定性。针对锚索加固技术来说，注浆工艺发挥着不可替代的作用，其工序如下：
1）选择煤壁超前注浆加固工艺，处理煤壁破损较为严重的区域，避免煤壁断裂片大面积脱落造成工作面顶部的塌落。在布设注浆孔的过程中，要确保其与煤壁垂直，间隔距离控制在3m左右，设置在距离底板约2/3的位置。
2）在煤壁上设置直径约42mm的注浆孔，在设置过程中，需确保注浆孔与煤壁的位置保持垂直，然后再将直径适宜的注浆管插入浆孔，并一同放置直径约15mm的棕绳，最后，在注浆管内注入波雷音混合液。通过注浆技术与顶管管理技术的应用，能够防止煤壁破损情况的加剧，提高回采作业面的安全性和稳定性，也有助于回采面注浆后提高煤壁的稳定性。
结语
煤炭是我国主要的能源之一，经过长期的开采，很多易开采煤层已经被大量开采，大倾角煤层开采难度大，在开采过程中面临更复杂的地质环境和更多的安全隐患。因此，必须根据煤矿的实际情况，选择最科学的开采技术与工艺，提高开采技术的可行性与可靠性，提高大倾角厚煤层的开采率，确保煤矿开采作业安全。
参考文献
[1]韩换伟.大倾角厚煤层开采技术研究与应用[J].能源与节能.2015（08）
[2]杨建立，连永权.王庄煤矿厚煤层开采方法选择研究[J].煤.2014（06）
[3]高林，刘勇，吴德培，杨发明.汪家寨矿C409复杂难采厚煤层开采方法选择及建议[J].煤炭工程.2016（11）
[4]鲁新建，樊利国.厚煤层开采技术现状及面临问题探讨[J].山东工业技术.2015（15）
关键词：大倾角;厚煤层;开采技术
引言
随着我国煤炭开采量的不断增加，大倾角煤层成为很多矿区或矿井的主采煤层，大倾角厚煤层存在回采率低、煤壁片帮、冒顶严重等问题，是煤炭开采的难点，在开采作业过程中容易出现安全事故，影响煤矿生产安全，威胁作业人员的人身安全。所以，针对大倾角厚煤层必须加强研究与实践，解决开采技术问题，从根源上消除和降低安全隐患，确保煤炭开采的安全性和稳定性。
一、大倾角厚煤层开采方法
大倾角工作面开采具有以下基本特征：工作面开采过程中，顶板的破断岩石沿工作面向下滚（滑），工作面底板围岩向已成空间的移动加剧，变形和破坏的可能性增大。由于上覆岩层和自身重力分量的作用，在非控制状态下，工作面支架和设备下滑、倾倒的可能性急剧增加，当煤层倾角小于55°时，对于厚度较大的煤层，大量的生产实践证明，可以根据条件选择开采方法。大倾角厚煤层采煤方法包括斜坡采煤法：
斜坡陷落法的核心实质就是以倾斜巷道为主要布置形式，斜坡陷落采煤法的巷道布置方式是从底板运输巷每隔l00～150m掘凿透煤石门，斜坡陷落法的巷道布置和采煤工艺能随开采煤层的变化而及时调整改变，充分利用煤层较松软、易塌落的性质，缺点：回采率低，达不到国家规定;炮孔采煤法的全称应该是伪倾斜壁式长炮孔爆破陷落采煤法，在开采煤层的底板岩石内沿走向掘进煤层底板巷，长孔爆破采煤法一般适用于煤层倾角大于45°，优点是采煤作业安全，减少资源损失，提高了单产，产量也较稳定，降低掘进率，促进采掘正常接替，节省材料，经济效益好。但要主动合理留设煤柱，防止顶板大面积突然垮落。
伪斜柔性掩护支架采煤法是掩护支架采煤法进入第二阶段的标志，回采巷道的布置方式使这种采煤方法回采工作连续性强、通风条件好等一系列优点。这种开采方法是现阶段大倾角厚煤层开采常见的一种技术方法，大大降低了顶板管理的工作量和危险性，是大倾角厚煤层开采的核心技术工艺。通过该技术的应用克服了真倾斜布置的工作面内煤矸快速滚滑造成危害、行人困难和操作不便的缺点。
3、大倾角厚煤层相似材料模拟
煤及煤层顶底板自然状况模拟包括煤层顶底板岩性、煤层顶底板力学性质。相似材料模拟研究是矿压研究中最重要的方法，试验效应清楚直观，周期短，见效快。模型参数确定包括模型架尺寸、模型参数确定，应选取影响原型与模型的主要指标。相似材料选择要求要保证力学性能稳定，不易受到外界条件的影响。模型制作方便，凝固时间短。能使相似材料的强度性能和变形性能与岩石相似。成本低，材料来源丰富。相似材料配比及力学性质的测定凝固时间的选择、天然视密度的选择、相似材料配比试验及力学性质测定。目前模型成型方式有两种，砌块模型和捣固模型。
4、柔性掩护支架侧放煤回采工艺
回采工艺主要有支架安装、支架的下放以及支架拆除三个环节。在支架下放轨迹中初次下放，指架头落到拆卸位置前的下放过程，正常下放，指上部装支架与下部拆支架的下放过程。结束下放，指架尾已安装到开采边界，逐步下放到拆架顺槽的过程，要求支架的开切眼和收作时的小眼均要有一定的伪斜角。
为了有效地回收煤炭资源，提高回采率，侧放煤技术利用扒煤原则使柔掩工作面支架的下肢逐步扬起，工作面每推进三循环开始在沿着工作面靠实体煤一侧煤帮部开一放煤口，进行一次侧放煤。煤层倾角对伪斜柔性掩护支架采煤法的使用有很大的影响，使用木支柱或单体液压支柱对架体进行支撑，支撑式柔性掩护支架运动轨迹安相应步骤完成。
处理好生产中出现的支架挂顶或啃底问题，可用打眼放炮的方法崩去顶板岩石，在加工支架时，将下肢脚和上肢头切割成圆弧形;处理窜矸问题时使支架在下一循环下放时落实在顶底两帮的煤台上;遇到凸起不平的顶板和底板用千斤顶向底板方向顶架，打一加强支柱支撑下肢，再用煤电钻破掉凸起的底板，使之进入正常支护状态;断绳故障主要是由于在回采过程中支架走位不正常，可根据实际情况使用相应长度的钢丝绳加固在断绳处，两边再用3～5个绳卡子卡紧卡牢。
二、工程概况
以某工程为例，某井田总开采面积达到15.68km?，年产能超过200万t，预计设计生产年限达到35年。在整个矿井范围内，主要包括2#、10#与17#煤层，煤层平均厚度约为5.8m，结构复杂，个别部位含有至少两层夹矸。当前主要针对2#井实施开采作业，埋深超过350m，经测量得知，最大煤层倾向角为32°，且作业面起伏范围较大，属于典型的大倾角厚煤层综合开采作业。在实际开采过程中，极易受到各类主客观因素的影响，诱发生产安全事故。另外，大倾角厚煤层的回采作业难度系数较高，并伴有一定的风险性。
三、开采作业核心技术
施工人员使用回弹仪测试主采煤层及煤层夹矸，合理测定顶煤与夹矸强度;依托专业技术理论，测算工作面压力强度等级与安全支撑架构的承载限度等。根据工程所处区域的地质结构条件特征，构建三维模拟试验台，综合分析倾斜回采作业基本规律，并模拟顶煤放出速度与煤矸分界面变化规律的动态变化关系。然后利用专业数值模拟软件，定向标志颗粒的变化轨迹。
依托钻孔成像技术与超声波技術，可探测地质构造断裂带与煤壁安全稳固性，揭示回采面与顶板周期受压裂缝延展深度。同时采取棕绳+注浆锚固作业的方式，处理地质构造断裂带与煤壁片帮段，进一步提升煤壁的安全稳定性。针对锚索加固技术来说，注浆工艺发挥着不可替代的作用，其工序如下：
1）选择煤壁超前注浆加固工艺，处理煤壁破损较为严重的区域，避免煤壁断裂片大面积脱落造成工作面顶部的塌落。在布设注浆孔的过程中，要确保其与煤壁垂直，间隔距离控制在3m左右，设置在距离底板约2/3的位置。
2）在煤壁上设置直径约42mm的注浆孔，在设置过程中，需确保注浆孔与煤壁的位置保持垂直，然后再将直径适宜的注浆管插入浆孔，并一同放置直径约15mm的棕绳，最后，在注浆管内注入波雷音混合液。通过注浆技术与顶管管理技术的应用，能够防止煤壁破损情况的加剧，提高回采作业面的安全性和稳定性，也有助于回采面注浆后提高煤壁的稳定性。
结语
煤炭是我国主要的能源之一，经过长期的开采，很多易开采煤层已经被大量开采，大倾角煤层开采难度大，在开采过程中面临更复杂的地质环境和更多的安全隐患。因此，必须根据煤矿的实际情况，选择最科学的开采技术与工艺，提高开采技术的可行性与可靠性，提高大倾角厚煤层的开采率，确保煤矿开采作业安全。
参考文献
[1]韩换伟.大倾角厚煤层开采技术研究与应用[J].能源与节能.2015（08）
[2]杨建立，连永权.王庄煤矿厚煤层开采方法选择研究[J].煤.2014（06）
[3]高林，刘勇，吴德培，杨发明.汪家寨矿C409复杂难采厚煤层开采方法选择及建议[J].煤炭工程.2016（11）
[4]鲁新建，樊利国.厚煤层开采技术现状及面临问题探讨[J].山东工业技术.2015（15）