煤礦井下開采技術(shù)

羅鳳臣

（七煤集團(tuán)公司新富煤礦，黑龍江，七臺(tái)河，154600）

煤礦井下開采技術(shù)

羅鳳臣

（七煤集團(tuán)公司新富煤礦，黑龍江，七臺(tái)河，154600）

先進(jìn)的采煤方法和工藝為煤礦提供了高產(chǎn)、高效、安全性和高可靠性。介紹了不同硬度條件下應(yīng)用的開采技術(shù)、緩傾斜薄煤層長壁開采技術(shù)、放頂煤開采技術(shù)及小煤礦開采技術(shù)等。

開采技術(shù)；長壁開采；放頂煤開采；小煤礦開采

概述

采煤方法及工藝的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革。現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是：使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝；開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井；以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置，生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

一、不同硬度條件下應(yīng)用的開采技術(shù)

1、硬頂板控制技術(shù)。研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產(chǎn)。

2、硬厚頂煤控制技術(shù)。研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小硬厚頂煤的快速處理技術(shù)，包括高壓注水裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù)，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。

3、頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù)。研制既有利于頂煤破碎和頂板控制，又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機(jī)能力。

4、兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)。研究合適的綜放開采回采工藝，優(yōu)化工序，縮短放煤時(shí)間，提高工作面的推進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

5、5～5.5m 寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)。寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用，有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化，有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用，促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。

二、緩傾斜薄煤層長壁開采

主要研究開發(fā)體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)及刨煤機(jī)；研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架；研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)；緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加強(qiáng)支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。

三、各種綜采高產(chǎn)高效設(shè)備保障系統(tǒng)

要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，就要提高開機(jī)率，對(duì)“支架一圍巖”系統(tǒng)及采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是：通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架一圍巖”系統(tǒng)控制，進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)；乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的槍測診斷；采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油一磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測；帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。優(yōu)化巷道布置，減少矸百排放的開采技術(shù)改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置，以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為同標(biāo)，研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配；研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)。目前應(yīng)用的高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)工藝復(fù)雜，成本高，因而需進(jìn)一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這問題。

四、支護(hù)與放頂煤開采有機(jī)結(jié)合

1、放頂煤開采巖層和支架一圍巖相瓦作用機(jī)理。研究放頂煤開采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機(jī)理、支架一頂煤一直接頂一基本頂相互作用關(guān)系；運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律，提出放煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。

2、支護(hù)質(zhì)量和頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)。在總結(jié)緩傾斜中厚長壁工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測方面，應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測，同時(shí)不斷完善現(xiàn)有的臨測技術(shù)，發(fā)展智能化監(jiān)測系統(tǒng)，改進(jìn)監(jiān)測儀表，使監(jiān)測儀表向直觀、輕便、小化方向發(fā)展。

3、沖擊地壓的預(yù)測和防治。通過計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理，進(jìn)一步完善沖擊性礦壓現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)展遙控測量和預(yù)報(bào)技術(shù)，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化，選擇專家系統(tǒng)。

4、研究開發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備。研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架，完善液支架性能和快速移架系統(tǒng)，開發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱，厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。

五、小煤礦開采技術(shù)

小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(shù)實(shí)施國家關(guān)閉小煤礦，淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策，開發(fā)小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開采技術(shù)和裝備，改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開采工藝，提高采煤工作面的單產(chǎn)和工效；提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平，最大限度減少頂?shù)装迨鹿事省?/p>

TU482

1674-3954（2011）03-0333-01