煤礦綜采技術的發展與研究

＊張 翔

（太原煤氣化集團公司爐峪口煤礦 山西 030204）

對于我國煤炭行業來說，煤礦生產設備以及生產技術都會對綜合生產力帶來決定性影響，對于推動我國經濟的快速發展也起到了關鍵的作用。自上個世紀綜采設備的問世以來，煤礦生產效率便有了不斷的提升，因此先進的生產設備是決定煤礦企業發展的重點。但近年來煤礦綜采技術水平的提高，傳統綜采技術也逐漸暴露出了一些需要解決的問題，對此更要積極探索技術創新路徑，推動煤礦綜采技術的快速發展。煤礦綜采技術對于煤礦業的發展來說影響頗深，甚至決定了世界煤炭開采格局，對企業的經營與發展也起到了關鍵作用。當前我國的煤礦綜采技術逐漸向著集約化和機械化的方向發展，但因技術限制，在綜采設備尤其是裝機功率方面存在一定不足，一些設備或零件也需要國外進口，并且當下的煤礦開采作業逐漸深入，面臨越來越復雜的地質條件，這也對煤礦綜采技術提出了更高的要求。

1.煤礦綜采技術的應用研究

(1)薄煤層綜采技術的應用

以我國的煤礦資源分布情況來看，薄煤層具有分布廣、占比高、質量優良等特點，在可開采儲量中占據著20%左右的比例。而薄煤層綜采技術多應用滾筒采煤設備和刮板輸送機設備、液壓支架配套技術等，邯鄲礦業集團所采用的ZY3000/10/20型液壓支架，采煤機選用MG160/370-WDH采煤機，單產每月可達4t甚至更高，單產面積有了顯著提升，同時煤礦開采作業的安全性也有了提高。今后煤礦綜采技術的發展需要進一步提高薄煤層的高效開采和自動化開采技術以及有關設備的研發，從而達到薄煤層的開采需求，提升煤礦開采效益與效率。

(2)中厚煤層綜采技術的應用

相比于薄煤層來說，中厚煤層環境更加復雜，開采難度也相對較高，而當前的快速過斷層技術并不夠完善，開采方法不夠靈活，對于煤礦開采效率來說難以有效提高。某煤礦企業針對中厚煤層的高效開采成套設備及工藝進行研究，在試采期間日產煤量平均達到了6860t左右，煤礦開采效率有了明顯提升，而煤礦綜采的各方面參數也有了進一步提升，煤礦開采的機械化水平也實現了突破。某煤礦集團實現了中厚煤層的一次采全高綜采，選擇ZZ4000-18/38支撐掩護式支架，月產量達到了7.5萬噸左右，而且礦井安全性也有了進一步提高，煤礦開采效益實現了提升。

(3)厚煤層綜采技術的應用

①大采高一次采全高。晉城寺河礦于2006年引進了大采高設備，日產煤量達到了3萬噸左右，冀中能源東龐礦采用ZY5000/25/50大采高支架，研發6.5m大采高綜采設備，在復雜條件下也能夠實現安全開采。目前頂板的控制是大采高重點關注和研究的問題，需要進一步優化。②分層開采技術。分層開采技術適用于煤層厚度在7～8m之間的煤層，某礦場通過分層開采技術的運用，分層間有夾矸層，開采效益較為顯著，年產煤量達到了200萬噸左右。③綜放開采技術。綜放開采技術的應用多為大型的礦場，而這一技術的合理應用可以有效提升放頂煤的采出率，一般切割高度在3.5～5m之間。

(4)充填開采綜采技術的應用

充填開采綜采技術的運用具有一定的環保效益，能夠降低煤礦開采對于礦山帶來的危害，也提高了資源利用率，能夠有效處理地表塌方等問題。充填開采技術一般分為高水材料充填、膏體充填、矸石充填等幾種。如太平煤礦便通過膏體充填技術的運用，通過綜合機械化采煤技術，選擇走向長壁后退式綜采工藝，雙滾筒采煤機進行切割，在提高采煤效率的基礎上也緩解了采煤作業對周邊環境帶來的危害，做到了礦區環境的保護。矸石填充技術的應用則可以對開采區域的沉陷現象進行預防和處理，不僅提高了煤炭資源的利用率，同時也能夠發揮環境保護作用，提高周邊建筑結構的穩定性，避免地表塌陷等現象的形成，對地表環境起到一定保護作用。

(5)復雜環境下的綜采技術應用

在一些復雜的礦層環境下，綜采技術的運用至關重要，在開采作業正式開展前，需要對礦層的地質信息進行全面評估，針對其地質信息進行開采技術和方案的選擇，從而確保開采作業的效率與質量。

①復合頂底板綜采技術。為了能夠避免頂板不穩定或巷道存在底鼓等問題，需要科學選擇液壓支架，避免支架深陷泥巖之中。

②淺埋煤層高效推進工作面技術。某礦區煤層在80～ 150m之間，通過6LS-06型采煤機開展采集作業，并運用液壓支架高效推進工作面，平均每日推進20個循環以上，每日產煤量達到了2萬噸。這一技術的應用也有效降低了工作面壓力，實現頂板的有效控制，提高采煤的安全開展。

③急傾斜煤層開采技術。針對急傾斜煤層來說，這一類型的煤礦需要不斷優化回采工藝，改進技術設備，從而加強支架的穩定性，而且還要優化巷道的設計規劃以及設備的現場布設、人員的合理配置等。只有這樣才能確保綜采技術的應用效果，保證急傾斜煤層能夠有序化開展開采作業。

④富含水層工作面回采技術。通過泄水眼和振動篩煤水分離以及排水站等設施實現富含水層工作面的快速回采作業，并且有效規避了開采期間可能出現的水害問題，提高煤礦開采作業的安全性與綜合效益。

⑤工作面過斷層技術。某煤礦通過工作面過斷層技術實施煤礦開采，在其中某個工作面應用效果十分明顯，揭露斷層共15條，開切眼內外都具有小斷層，在開采期間將震動炮放置于斷層位置，提高放煤的步距，通過金屬網來減緩頂煤破碎帶來的破壞力，確保工作面過斷層技術的應用效果[3]。

2.煤礦綜采技術的發展策略

(1)注重技術研發，研究配套綜采設備

自動化技術在煤礦綜采技術中的引進不但能夠提高煤礦開采的安全性和效率性，同時煤礦開采質量也能夠顯著提高。而為了能夠實現這一效果煤礦企業需要進一步加強信息化技術引進的重視，構建煤礦開采數據庫。自動化技術需要將計算機技術作為基礎支持，由于礦井下地質條件具有多變性，不同的綜采技術適用于不同的環境條件，為了確保自動化技術能夠與煤礦綜采技術進一步結合，便需要實現自動化技術的創新。綜采技術的合理運用需要具有完善的綜采設備，所以還要不斷推進綜采設備的研究。今后綜采設備朝著自動化和智能化的方向發展，當前市場中常見的綜采設備大多為面對簡單生產條件而研發，所以為了保證綜采設備能夠在各種復雜地質條件下都能夠發揮預期的效果，煤礦企業需要不斷加強技術裝備的研究力度，通過資力物力人力等方面的投入來推動技術設備的創新，并且定期針對人員開展培訓活動，設備和技術的創新是決定煤礦企業經營以及競爭的關鍵，因此針對技術與設備加大研發力度也是企業發展的必由之路。

(2)加強綜采設備的管理與維護

由于當前煤礦開采作業對于技術設備的要求越來越高，因此設備的運作穩定性以及本身性能成為了影響煤礦開采效益的關鍵，綜采設備的管理與維護則能夠確保設備始終處于良好的運作狀態。對此管理人員需要時刻了解設備的運作狀況，針對設備進行調整和檢查。以往煤礦機電設備的管理并沒有實現信息化，因此在管理實效方面相對較差，煤礦安全事故也難以有效避免，設備的有效管理不但能提高煤礦開采的安全性，同時也能實現開采成本的控制。近年來煤礦開采作業的信息化水平有了顯著提高，而開采設備的管理也實現了信息化，管理實效性大大提高。設備管理中，維護保養是最為關鍵的工作內容之一，設備管理需要為設備檢修與維護提供指導，改善設備的維修效率，保障設備的穩定運行。

(3)煤礦綜采技術自動化及一體化管理

自動化與智能化是煤礦綜采技術主要的發展方向，煤礦開采技術實現自動化開采能夠進一步降低煤礦開采的成本，并提高煤礦開采安全性，降低事故發生幾率，也改善煤礦開采整體質量。對此煤礦企業需要重點關注煤礦綜采技術的自動化發展，應用先進的技術手段進行統一化的管理，為煤礦開采予以便利和幫助。針對機電管理來說，在設備使用之前、使用過程中、使用完畢后等全過程進行管理，在發現設備存在問題時能夠及時且有效地進行解決，從而達到煤礦綜采的設備要求，以往的事后管理在真正面臨設備故障等問題時難以進行預見和采取應急措施，不利于安全事故的預防和及時解決。對此煤礦企業需要充分重視設備的維修與保養，提高設備后續管理工作的力度，規劃以機電設備為主的工作模式，確保煤礦開采作業的順利開展[4]。

3.結束語

對于煤礦開采作業來說，綜采技術的應用十分廣泛，而科學運用煤礦綜采技術能夠促進煤礦開采作業的有序化推進，并且也為煤礦生產的經濟效益帶來了充分保障。因此在煤礦開采作業期間，企業需要對煤礦開采存在的不足進行全面分析，根據開采作業的具體需求，應用有效的方案方法優化開采過程，注重技術與設備的創新，提高技術研究力度，促進煤礦綜采技術的發展與應用。