大采高綜采技術關鍵問題分析

孫欣欣

摘要：大采高綜采技術應用的過程中可能會存在一些問題導致煤礦開采的效率不佳，針對此必須要做好有關的措施確保技術應用的合理性。

關鍵詞：大采高綜采;采礦技術;技術問題

1前言

大采高綜采技術應用是現在煤礦開采過程中十分重要的一個環節，針對此必須要綜合考慮設備穩定性和周圍巖層穩定性等問題進行行之有效的開采過程。

2國外大采高綜采技術研究現狀

20世紀60年代，日本首先對大采高綜采進行了研究探討，并成功設計出當時比較先進的液壓支架，使大采高綜采技術開始發展起來。1970年前西德將研制出來的支架成功應用于熱羅林礦4m厚的7號煤層的開采。70年代末，波蘭開發裝備了柱掩護式大采高支架，也取得較好使用效果。許多技術比較先進的國家如前西德、美國、捷克、法國、前蘇聯、澳大利亞等開始重視大采高綜采，并對大采高綜采技術開采厚煤層技術裝備進行了大量研究，研制出大批先進開采裝備，為大采高綜采技術開采厚煤層技術的發展做出了巨大貢獻。20世紀末以來，新技術大量涌現，特別是信息技術得到快速發展，開始逐漸應用到傳統的采礦領域。自動化控制、機電一體化設計等成為美、澳、英、德等國家研制適應不同煤層條件的高效綜采大型設備的理念。這些新技術的出現，使普通綜合機械化生產逐漸向高產高效集約化生產轉變。目前，隨著技術的發展，美國研制的液壓支架性能優越，特別是其新一代高產高效綜采設備非常先進，自動化程度也比較高，有效減少了人工工作量。兩柱式掩護支架和電液控制技術是國外大采高液壓支架的發展趨勢。

3我國大采高綜采技術發展趨勢

我國對大采高綜采技術的研究起步比較晚。直到改革開放之后，國內才有了第一臺引進的大采高綜采設備，才開始研究大采高綜采技術。1984年，全套國產大采高綜采設備在西山官地礦18202工作面進行了工業試驗。1998年之前，大采高綜采面產量比較低，工作面設備的適應能力不強，對圍巖的控制研究相對滯后。1998年之后，我國大采高綜采技術飛速發展，工作面年產水平也大幅提高。從目前來看，我國大采高綜采技術是在不斷發展進步的，其發展趨勢如下：采高是大采高綜采技術發展的一個重要指標，大采高最初的開采高度為3m左右，現在已經增長到6m左右。在未來的發展進程中，采高的持續增長是毋庸置疑的。大采高綜采技術具有很好的發展前景，必將由賦存結構相對簡單的礦區向賦存結構復雜的礦區不斷推廣。隨著采高的不斷提升，很多領域都可能會用到大采高綜采技術。大采高綜采技術開采高度在不斷增加的，同時，也帶來了一定的負面影響。因為采高大，煤壁暴露的高度也大，從而使得采場支架圍巖關系趨于復雜，導致支架圍巖系統穩定性控制難度進一步加大。

4大采高綜采存在的問題

采場礦壓顯現的根源是上覆巖層運動。覆巖破斷后，會形成一定的穩定結構，對其結構穩定特征進行研究，能夠給采場礦壓控制提供一定的理論指導。目前，我國煤礦采場礦壓控制依據的理論并不能很好的適用于大采高綜采，需要對采場上覆巖運動規律及其結構穩定特征進行更加深入的研究，以確定其是否有特殊性。此外，采動支承壓力分布也會受到支架工作阻力的影響，其影響規律值得深入探討。煤壁片幫問題是煤礦大采高綜采需要控制的一個非常突出的問題。煤礦大采高綜采面支架圍巖的關系比較復雜，支架圍巖導致事故發生的概率比較大，因此，研究控制煤壁片幫對于煤礦安全生產具有重要意義。目前，煤壁片幫的機理與防治技術主要是通過煤壁塑性區發育寬度來分析。但是由于采動煤壁本身即為塑性大變形巖體，煤壁塑性變形會導致片幫的出現，而片幫出現的原因卻并不一定完全是煤壁塑性變形。同時，片幫具有時效性，煤壁片幫與工作面推進速度有關，這就導致通過煤壁塑性區發育寬度來分析煤壁片幫的機理與防治技術缺乏準確性。工作面端部圍巖穩定性控制是大采高綜采技術有效發揮其生產能力的關鍵因素之一，直接影響工作面的推進速度和開機率。目前，因為巷道掘進技術、支護手段等方面還存在一些不足之處，造成大采高綜采高與采面平巷高度不一致，使工作面端部底煤留設存在比較大的難度，而底煤的留設將給支架穩定性帶來重要影響。這就要求對端部圍巖穩定性控制原理與技術進行深入的研究分析，做到盡量少留底煤，提高工作面采出率。設備穩定性對于煤礦企業來說是至關重要的。如果設備不夠穩定，經常出現問題，會給煤礦的連續生產帶來很大影響，直接影響煤礦企業的產量，而且維修設備還需要耗費大量的人力物力。更重要的是，還可能導致一些安全事故的發生，給煤礦安全生產帶來重大威脅。而大采高綜采設備穩定性如果不夠好的話，所帶來的影響更為嚴重。

5解決方案

應用大采高綜采技術開采過程中，容易造成設備穩定性不好的因素主要是運輸機及支架的穩定性問題。因為大采高綜采的采高大，支架與圍巖之間的關系復雜，支架的穩定性不易控制，容易發生支架下滑事故，從而給生產帶來不利影響。因此在煤礦大采高綜采中，要積極研究解決好設備穩定性問題。對采場覆巖運動規律進行深入研究是解決大采高綜采的關鍵性技術難題的基礎。只有對大采高綜采面礦壓顯現規律、不同開采方式與不同采高條件下頂板破斷特征、采動支承壓力分布規律、高工作阻力條件下上覆巖層的運動規律與頂板結構穩定原理等進行深入的探討研究，才能更好地通過新途徑解決煤壁片幫控制等問題。在設計工作面設備時，要充分考慮到工作面系統的穩定性。在實際生產過程中，發現設備出現問題要及時處理，保證煤礦開采的安全高效。要分析工作阻力、初撐力等支架參數對煤壁穩定性的影響規律，建立煤壁片幫的理論判別式。加強對支架的工作阻力和穩定性的設計，加強對端部圍巖穩定性控制原理與技術的研究。

6結束語

現在我國大采高綜采技術應用的過程中已經成為了煤礦企業獲取經濟效益的重要措施，必須要做好有關的控制問題才能夠確保企業效益不受損失，這需要有關部門共同努力。