煤礦大采高綜采技術(shù)的實(shí)踐和應(yīng)用

摘要：在煤礦的開采過程中，煤層的分布存在很大的差異性，不同的煤層厚度對(duì)于開采技術(shù)也有著不同的要求。文章結(jié)合陜北府谷礦區(qū)煤礦開采的實(shí)際情況，對(duì)大采高綜采技術(shù)的實(shí)踐和應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討，以提高煤礦開采的效率和質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)煤礦行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦；大采高綜采技術(shù)；近水平煤層；采高控制；支架初撐力

中圖分類號(hào)：TD833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0106-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加快，各種新的技術(shù)和設(shè)備得到了開發(fā)和應(yīng)用，在提升人們生活水平的同時(shí)，也使得社會(huì)對(duì)于能源的需求日益增加。作為在一次能源構(gòu)成中占據(jù)70%份額的重要能源，煤炭的作用是十分巨大的。在我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)備中，緩斜厚煤層煤炭占煤炭總產(chǎn)量的40%以上，部分礦區(qū)賦存有3.5～5.0m厚的煤層，而且是礦區(qū)的主采煤層。對(duì)于煤層傾角超過30°的厚煤層而言，大采高綜采技術(shù)具有十分巨大的優(yōu)勢(shì)，需要引起煤礦開采企業(yè)的重視（我們這里是近水平煤層）。

1 大采高綜采技術(shù)概述

大采高主要是針對(duì)普通采高而言的，一般認(rèn)為大采高綜采是指割煤高度在3.5m以上的綜合機(jī)械化開采。大采高綜采技術(shù)的基本特征如下：

（1）同普通的分層綜采相比，大采高綜采技術(shù)具有生產(chǎn)能力大、單產(chǎn)高、工序簡(jiǎn)單、采出率高、噸煤成本低、巷道維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，而與綜放開采相比，則具有采出率高、煤塵小、含矸率低等特點(diǎn)。

（2）工作面開采高度大，使得覆巖的破壞范圍相對(duì)較大，基本頂可以自由回轉(zhuǎn)，具有充足的運(yùn)動(dòng)空間，上覆穩(wěn)定的砌體梁結(jié)構(gòu)，與采場(chǎng)距離較遠(yuǎn)。

（3）工作面的支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，動(dòng)載系數(shù)小，支架圍巖的受力以靜載為主。

（4）工作面煤壁存在嚴(yán)重的片幫現(xiàn)象，而且片幫和冒頂聯(lián)動(dòng)性大，支架缺乏穩(wěn)定性，無(wú)法對(duì)支架圍巖系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行有效控制。

大采高綜采技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用是十分必要的。在科技發(fā)展的帶動(dòng)下，各種新的采礦技術(shù)和采礦設(shè)備不斷涌現(xiàn)，煤礦開采實(shí)現(xiàn)了由普通綜合機(jī)械化生產(chǎn)向高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，不僅設(shè)備的可靠性有了很大提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了綜采生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。而厚煤層開采相對(duì)薄煤層和中厚煤層而言，具有生產(chǎn)工作面少、產(chǎn)量高的特點(diǎn)，是我國(guó)綜采生產(chǎn)發(fā)展的主要方向，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)礦井安全、高產(chǎn)、高效開采的重要途徑。實(shí)踐證明，高效集約化生產(chǎn)的模式可以有效提升工作面的生產(chǎn)能力，提升生產(chǎn)的安全水平，“一礦一面、一個(gè)采區(qū)、一條生產(chǎn)線”的模式，使得大采高綜采技術(shù)成為我國(guó)煤礦開采技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的有效途徑。

2 大采高綜采技術(shù)在煤礦中的實(shí)踐和應(yīng)用

以陜北府谷礦區(qū)的三道溝煤礦為例，對(duì)大采高綜采技術(shù)在煤礦開采中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

2.1 井田概況

（1）位置與交通。三道溝煤礦位于陜西省府谷縣西北，距縣城約25km。交通較便利，府谷—鄂爾多斯市公路從井田南部通過，神（木）朔（州）、神（木）包（頭）鐵路分別從井田南部和西部通過，并與全國(guó)鐵路網(wǎng)線相連。井田向南距神木北火車站30km，距榆林市180km，向東距府谷縣25km，向北距東勝市160km，向西距新街約60km。這些四通八達(dá)的公路、鐵路網(wǎng)線，為三道溝煤礦的開發(fā)建設(shè)提供了良好的交通運(yùn)輸條件。

（2）自然地理。三道溝煤礦地處陜北黃土高原的北緣，東臨黃河，西接毛烏素沙漠東南緣的風(fēng)沙堆積區(qū)，屬典型的黃土高原地貌，區(qū)內(nèi)植被稀少，水土流失嚴(yán)重。基巖及紅土沿溝谷兩側(cè)大面積出露，局部溝幫及梁峁之上覆蓋第四系黃土或風(fēng)沙。風(fēng)沙覆蓋率平均5%，但井田內(nèi)整體西部高于東部，較大河流的西（北）岸較東（南）岸沙化嚴(yán)重。

區(qū)內(nèi)地勢(shì)總體是中偏西部高，四周低。最高處位于井田中部的大伙盤，標(biāo)高1397.0m，最低點(diǎn)在東南部的沙梁川與陽(yáng)灣川交匯處，為1008.5m。區(qū)內(nèi)一般相對(duì)高差100～150m，最大高差388.5m。一般標(biāo)高在1200～1250m之間。

（3）礦區(qū)開發(fā)現(xiàn)狀。井田地處神東礦區(qū)東部。神東礦區(qū)早在解放前即有小煤礦開采，但直到20世紀(jì)80年代，才由神華集團(tuán)進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，目前有生產(chǎn)和在建礦井20余對(duì)，生產(chǎn)能力和產(chǎn)量均已超過100.00Mt/a，是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、裝備最為先進(jìn)的礦區(qū)。

在煤炭工業(yè)西安設(shè)計(jì)研究院2002年1月編制的《陜西省神府礦區(qū)新民開采區(qū)總體規(guī)劃》中，將礦區(qū)新民預(yù)留區(qū)之大部和遠(yuǎn)景規(guī)劃的石巖格、石瑤店井田各一部分合并成為三道溝井田，用以開發(fā)建設(shè)府谷電廠的供煤

礦井。

由于煤層埋藏淺，露頭多，井田內(nèi)及周邊已有眾多小煤礦開采，但規(guī)模很小，一般在0.06Mt/a以下。2010年以來(lái)，當(dāng)?shù)卣訌?qiáng)對(duì)小煤礦的資源整合力度，要求小煤礦的生產(chǎn)能力在0.3Mt以上。

2.2 大采高綜采技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)從1978年起，開始引進(jìn)和試驗(yàn)厚煤層大采高一次采全厚開采方法，至今已得到很大發(fā)展。神東礦區(qū)在堅(jiān)持高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有資源條件，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備及管理模式，發(fā)展大采高、大功率綜合機(jī)械化綜采，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)“高起點(diǎn)、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、高效益”礦井的目標(biāo)。對(duì)于該礦井而言，設(shè)計(jì)確定合并區(qū)5-2煤層采用長(zhǎng)壁大采高綜采，采高6m左右。裝備具有世界先進(jìn)水平的大功率、高可靠性設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工作面單產(chǎn)5.00Mt/a以上。

在回采過程中，由于工作面傾角較大，采高大，為了保證工作面的高產(chǎn)高效以及安全生產(chǎn)，需要注意以下問題：

首先，對(duì)采高進(jìn)行嚴(yán)格控制。結(jié)合工作面的實(shí)際情況以及機(jī)電設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，需要對(duì)工作面的采高進(jìn)行合理有效的控制。一般來(lái)說，采高在5.5～6.0m之間時(shí)，可以在保證開采率的情況下，對(duì)煤壁片冒情況進(jìn)行控制，保證煤礦開采的安全性和穩(wěn)定性。

其次，要提升支架的初撐力，并對(duì)架型進(jìn)行控制，做好防倒架措施。通常情況下，在移架后，支架與運(yùn)輸機(jī)的傾角差要控制在5°～10°之間，使其處于輕微的反倒?fàn)顟B(tài)，工作面移架過后及時(shí)打上防倒油缸，使防倒油缸處于張緊狀態(tài)。

最后，要做好防下滑措施，這里主要針對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行探討。其一，必須安排專業(yè)的操作人員，避免不規(guī)范的操作行為，在每次停機(jī)前，需要將采煤機(jī)后退約1.5m，并且保證采煤機(jī)處于非重負(fù)荷啟動(dòng)狀態(tài)；其二，采煤機(jī)需要裝設(shè)相應(yīng)的閉鎖裝置，能夠統(tǒng)治工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)行；其三，要確保采煤機(jī)齒軌安設(shè)的牢固性，經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行檢查，確保安全無(wú)誤。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤礦生產(chǎn)中，大采高綜采技術(shù)具有十分顯著的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的有效途徑，需要引起煤礦工作人員的重視，切實(shí)做好大采高綜采技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，保證其作用的充分發(fā)揮。

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作者簡(jiǎn)介：謝偉（1982-），男，陜西榆林人，神華神東煤炭集團(tuán)公司三道溝煤礦管理處綜采一隊(duì)技術(shù)員，研究方向：煤礦采煤技術(shù)管理。endprint