概述

在近水平煤层的开采作业中，倾斜长壁采煤法仰斜开采的工艺过程与走向长壁采煤法存在诸多相似之处，但也有着自身鲜明的特点。走向长壁采煤法是回采工作面沿煤层倾斜方向布置，沿走向方向推进，在回采工作面的上方和下方沿走向分别布置回风平巷和运输平巷，构成回采工作面和采区巷道之间的通风、运输和行人的通道。而倾斜长壁采煤法的回采工作面则是沿走向布置，沿倾斜推进。

 就工艺环节而言，两者都涵盖破煤、装煤、运煤、支护以及采空区处理等主要步骤。在破煤环节，都可根据煤层硬度等条件选择爆破落煤、采煤机割煤等方式；装煤时，也都可以借助机械装煤装置将煤装入运输设备；运煤方面，均会用到刮板输送机、带式输送机等设备将煤运出工作面；支护工作都是为了保障作业空间安全，防止顶板垮落；采空区处理也都需要及时对采空区进行处理，以避免对后续开采造成影响。

不过，随着煤层倾角的增大，倾斜长壁采煤法仰斜开采在矿压显现规律及回采工艺上的独特之处就愈发明显。这些差异对于开采过程中的设备选型、工艺操作以及安全管理等方面都有着重要的影响，需要采矿工程师们在实际工作中精准把握。

矿压特点与顶板管理

矿压运动与顶板受力分析

在倾斜长壁采煤法仰斜开采过程中，顶板和支架都表现出向采空区移动的趋势。这是因为在开采时，随着煤层被采出，采空区上方失去了煤层的支撑，顶板岩层的原有应力平衡被打破。在重力以及上覆岩层压力的综合作用下，顶板有向采空区垮落的趋势，而支架作为支撑顶板的结构，也会受到顶板移动的影响，产生向采空区方向的位移。

顶板受力时，会产生沿层面指向采空区的分力，这使得顶板受拉力作用。从力学原理来看，当顶板岩层受到这个分力时，岩层内部的拉应力增加。而岩石材料本身的抗拉强度相对较低，在拉应力超过一定限度后，顶板就更容易出现裂隙。随着开采的持续进行，顶板所受拉力不断变化，裂隙会进一步扩展，加剧顶板的破碎程度。

顶板稳定性与倾角的关联

顶板稳定性与煤层倾角之间存在紧密的联系。随着倾角加大，仰斜工作面顶板将更加不稳定。当煤层倾角较小时，顶板所受重力的分力对其稳定性的影响相对较小，顶板能够保持相对稳定的状态。然而，当倾角逐渐增大时，顶板所受重力沿层面指向采空区的分力显著增大，这个分力会促使顶板岩层更容易发生滑动和垮落。同时，由于倾角的增大，顶板岩层之间的摩擦力减小，无法有效阻止岩层的相对移动，进一步削弱了顶板的稳定性。这不仅会增加顶板管理的难度，还对支架的支撑能力和稳定性提出了更高的要求。

支架选型的依据

在仰斜开采中，采空区顶板冒落矸石基本上涌向采空区。这种情况下，支架的主要作用是支撑顶板，维持开采空间的稳定。基于此，可选用支撑式或支撑掩护式支架。支撑式支架结构相对简单，它主要通过立柱直接支撑顶板，具有较强的支撑能力，能够有效地承受顶板的压力。在顶板条件较好、来压不强烈的情况下，支撑式支架能够满足开采需求，保障作业安全。而支撑掩护式支架则结合了支撑和掩护的功能，它不仅有较强的支撑能力，还通过掩护梁阻挡采空区矸石涌入工作面，对顶板和工作人员起到更好的保护作用。当顶板破碎、有较多碎矸石可能涌入工作面时，支撑掩护式支架就显示出了其优势，能够适应更为复杂的顶板条件。

煤层条件与开采难题

煤层倾角和厚度对开采的限制

当煤层倾角、厚度较大时，开采过程中会面临诸多棘手的问题。煤壁易片帮是较为突出的问题之一，这是因为随着煤层倾角和厚度的增加，煤壁所受的重力分力增大，煤体的稳定性变差。在矿山压力的作用下，煤壁更容易发生破裂和垮落，导致片帮现象频繁出现。机道碎煤过多也是常见问题，片帮下来的碎煤会大量堆积在机道，当碎煤积累到一定程度时，就会使输送机难以启动。在一些开采现场，由于煤层条件复杂，输送机常常因机道碎煤过多而无法正常运转，严重影响了开采效率。此外，考虑到这些不利因素，仰斜工作面长度不宜过大，否则会进一步加剧开采难度，增加安全风险。

防治片帮和移架困难的措施

为了有效防治煤壁片帮，可采取一系列针对性的措施。打锚杆是一种常用的方法，通过在煤壁上打设锚杆，能够将煤壁与深部稳定岩体连接在一起，增强煤壁的稳定性，从而控制煤壁片帮。液压支架应设防片帮装置，例如护帮板等。当煤壁有片帮趋势时，护帮板可以及时伸出，对煤壁起到阻挡和支撑作用，防止片帮煤掉落伤人，保障工作人员和设备的安全。

针对移架困难的问题，若出现移架困难的情况，可采用全工作面小移量多次前移方法。这种方法可以使支架在移动过程中更加平稳，减少因一次性移动量过大而导致的移架困难。优先采用配套大拉力千斤顶的液压支架，大拉力千斤顶能够提供更大的推力，克服移架过程中的阻力，确保液压支架能够顺利移动，满足开采进度的需求。

仰斜开采的优劣势

仰斜开采的优点列举

仰斜开采在实际应用中展现出诸多显著优点。从采空区处理的角度来看，它非常利于采空区灌浆。当需要对采空区进行灌浆作业时，仰斜的角度使得灌浆材料能够更顺畅地在采空区内流动和分布，从而更好地填充采空区的空隙，减少采空区垮落带来的安全隐患，提高开采的安全性和稳定性。在一些对采空区处理要求较高的矿区，仰斜开采的这一优势得到了充分的体现，有效保障了后续开采工作的顺利进行。

工作面无积水也是仰斜开采的一大亮点。由于水能够在倾角的作用下自动流向采空区，这使得工作面始终保持干燥的作业环境。在这样的环境下，劳动条件得到了极大的改善，工作人员无需在潮湿的环境中作业，减少了因潮湿环境引发的各种健康问题。设备不易受潮，避免了因受潮导致的设备故障和损坏，延长了设备的使用寿命，降低了设备维护成本。在某煤矿的开采实践中，采用仰斜开采后，设备的故障率明显降低，维修次数减少，大大提高了生产效率。

装煤效果好也是仰斜开采的突出优势。干燥的工作面和合适的倾角使得煤炭在采下后能够更顺利地装入运输设备，提高了装煤的效率和质量，减少了煤炭在运输过程中的洒落和损失。

仰斜开采的缺点剖析

然而，仰斜开采也并非十全十美，存在一些不容忽视的缺点。随着倾角加大，采煤机割煤时因自重偏离煤壁，导致截深减小。这是因为采煤机在倾斜的煤层上作业时，自身重力会产生一个沿煤层倾斜方向的分力，这个分力会使采煤机有向采空区方向移动的趋势，从而导致截深难以达到预期的设计值，影响采煤效率。在一些煤层倾角较大的矿区，采煤机的截深问题成为了制约开采效率的关键因素。

采下的煤滚向溜槽下侧，易造成输送机断链事故。由于煤的滚落方向集中在溜槽下侧，会使输送机的受力不均，下侧链条承受的拉力过大。当拉力超过链条的承受极限时，就容易引发断链事故，导致运输中断，影响整个开采流程的连续性。在实际生产中，输送机断链事故时有发生，不仅需要耗费大量的时间和人力进行维修，还会造成煤炭积压，降低生产效率。

易发生瓦斯积聚也是仰斜开采面临的一个重要问题。在仰斜开采过程中，由于风流的流动方向和煤体涌出瓦斯的方向存在一定差异，使得瓦斯容易在采空区或工作面上隅角等区域积聚。当瓦斯积聚达到一定浓度时，一旦遇到火源，就会引发瓦斯爆炸等严重事故，对人员安全和矿井生产造成巨大威胁。因此，在仰斜开采时，必须加强瓦斯监测和通风管理，采取有效的瓦斯防治措施，确保开采安全。

防治技术措施解析

技术措施的原理和作用

为了应对仰斜开采过程中出现的各种问题，需要采取一系列有效的防治技术措施。减小截深是一种重要的技术手段，其原理在于通过缩短采煤机每次割煤的深度，降低采煤机因自重偏离煤壁对截深的影响。当煤层倾角较大时，采煤机自重产生的分力会使截深难以保证，减小截深能够使采煤机在较为稳定的状态下进行割煤作业，虽然单次割煤量有所减少，但却提高了割煤的效率和安全性，确保采煤工作的顺利进行。

采用中心链式输送机也是一项关键措施。中心链式输送机的链条位于输送机的中心位置，这种结构使得输送机在运行过程中受力更加均匀。在仰斜开采时，采下的煤滚向溜槽下侧会导致输送机受力不均，而中心链式输送机能够有效缓解这一问题，减少因受力不均引发的断链事故，提高输送机的运行稳定性和可靠性，保障煤炭运输的连续性。

在下部设三角架把输送机调平是解决输送机因煤层倾角出现倾斜问题的有效方法。三角架通过调整自身的高度和角度，能够使输送机在倾斜的煤层上保持水平状态。这样一来，煤炭在输送机上的输送更加顺畅，减少了煤炭在溜槽内的堆积和滑落，提高了煤炭运输的效率，同时也降低了输送机因倾斜而产生的磨损和故障风险。在一些煤层倾角较大的矿区，通过安装三角架调平输送机后，煤炭运输的效率得到了显著提升，设备的维修次数明显减少。

加强采煤机的导向定位装置对于保证采煤机的正常运行至关重要。导向定位装置通常采用先进的传感器和控制系统，能够实时监测采煤机的位置和运行状态。在仰斜开采时，采煤机容易受到重力分力和其他因素的影响而偏离预定的割煤轨迹，加强导向定位装置可以根据监测数据及时调整采煤机的运行方向，使其始终沿着设计的轨迹进行割煤，从而保证截深的一致性和采煤质量。一些新型采煤机配备了高精度的导向定位系统，在复杂的煤层条件下也能够实现精准割煤，大大提高了开采效率和煤炭资源的回收率。

推移千斤顶设置液闭锁装置是为了防止千斤顶在工作过程中出现误动作。液闭锁装置利用液压原理，通过控制液压油的流动来锁定千斤顶的活塞杆。在仰斜开采时，由于工作面的环境复杂，千斤顶可能会受到外力的干扰或因液压系统的压力波动而发生意外伸缩，设置液闭锁装置后，能够确保千斤顶在设定的位置保持稳定，避免因千斤顶的误动作导致支架移动不稳定或其他安全事故的发生，保障了开采过程的安全性。在某煤矿的开采现场，安装液闭锁装置后，因千斤顶误动作引发的安全隐患得到了有效消除，开采作业更加安全可靠。

小结

倾斜长壁采煤法仰斜开采工艺在近水平煤层开采中具有独特的应用价值。它在工艺过程上与走向长壁采煤法有相似之处，但在矿压特点、支架选型、煤层开采难题以及优劣势等方面展现出明显的自身特性。

矿压方面，顶板和支架向采空区移动，顶板受拉力作用，稳定性随倾角增大而变差。支架选型依据采空区矸石流向，多选用支撑式或支撑掩护式支架。煤层倾角和厚度较大时，易出现煤壁片帮、机道碎煤过多等问题，需采取打锚杆、设防片帮装置、小移量多次前移支架等措施加以解决。

仰斜开采有其显著优点，如利于采空区灌浆、工作面无积水、装煤效果好等，但也存在采煤机截深减小、输送机易断链、瓦斯易积聚等缺点。为应对这些问题，采用减小截深、使用中心链式输送机、设三角架调平输送机、加强采煤机导向定位装置以及设置推移千斤顶液闭锁装置等技术措施。