論煤礦綜采技術(shù)在厚煤層開(kāi)采中的應(yīng)用

王瑞

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西太原030024；2.山西焦煤投資公司嵐縣正利煤業(yè)，山西呂梁033000）

論煤礦綜采技術(shù)在厚煤層開(kāi)采中的應(yīng)用

王瑞

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西太原030024；2.山西焦煤投資公司嵐縣正利煤業(yè)，山西呂梁033000）

對(duì)礦區(qū)厚煤層開(kāi)采進(jìn)行概述,淺析綜采技術(shù)與設(shè)備在厚層煤中的使用,分析煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

煤礦；綜采技術(shù)；厚煤層；開(kāi)采應(yīng)用

引言

在國(guó)內(nèi)厚煤層開(kāi)采中，受技術(shù)、設(shè)備與安全問(wèn)題影響，尤其是地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的厚煤層，壓力大、斷層多，回采率與開(kāi)采安全系數(shù)較低，所以嚴(yán)重制約著煤礦技術(shù)的推廣與應(yīng)用。將綜采技術(shù)應(yīng)用到厚煤層開(kāi)采中有很多優(yōu)勢(shì)，不僅能提高煤層開(kāi)采率，對(duì)改善煤礦開(kāi)采安全性也有很大作用。因此，在資源需求不斷增加的當(dāng)下，必須做好煤礦綜采技術(shù)探討工作。

1 礦區(qū)厚煤層開(kāi)采的概述

1.1 煤層情況

某煤礦的工作面標(biāo)高為1 084～1 129m，水平面標(biāo)高為1 200～1 335m，該工作面處在三道溝井田首個(gè)采區(qū)的西北地帶，對(duì)應(yīng)的西邊為大石公路、紅石崖溝，自切眼往南的1 288～1 345m橫穿整個(gè)工作面。其中，可采長(zhǎng)度與傾斜長(zhǎng)度分別為2 980m與295m，綜采面積達(dá)到879 100m2，厚度在6.05～6.65m間，煤層中下方厚度在0.05～0.20m間，巖性是褐黃色泥巖，硬度偏小，結(jié)構(gòu)呈條帶狀，層狀構(gòu)造[1]。

1.2 布置開(kāi)采巷道

在特厚煤開(kāi)采中，對(duì)巷道開(kāi)采的布置主要體現(xiàn)在沿著煤層傾向?qū)γ旱V綜采進(jìn)行布置，工作面則順著煤層進(jìn)行布置，工作面需要布置回風(fēng)順槽與膠運(yùn)順槽。其中，膠運(yùn)順槽更多的是針對(duì)運(yùn)輸煤炭中，兼任進(jìn)風(fēng)順槽的功能，其中行人寬度為3m，物料運(yùn)輸?shù)能囕v利用膠運(yùn)順槽的2號(hào)聯(lián)進(jìn)出，或者作為膠運(yùn)順槽進(jìn)行物料運(yùn)輸，鋪運(yùn)順槽針對(duì)的是輔助運(yùn)輸和回風(fēng)順槽。一般情況下，輔運(yùn)順槽與膠運(yùn)順槽間隔50m會(huì)設(shè)置一倒車硐室[2]。

2 綜采技術(shù)與設(shè)備在厚層煤中的使用

2.1 綜采技術(shù)的應(yīng)用

綜采技術(shù)作為開(kāi)采煤炭資源的核心技術(shù)，它對(duì)于厚煤層開(kāi)采發(fā)揮了重大價(jià)值。在厚煤層開(kāi)采中會(huì)涉及預(yù)煤壓支架、弱化頂煤、減沉注漿技術(shù)等。

放頂煤技術(shù)作為國(guó)內(nèi)特厚煤層與厚煤層資源開(kāi)采應(yīng)用較廣的技術(shù)，它屬于一次性開(kāi)采，具有降耗節(jié)能與提高厚煤層煤炭資源回采成果的功能。在開(kāi)采厚煤層資源前，將頂煤弱化技術(shù)應(yīng)用其中，必須整合預(yù)煤期間的弱化規(guī)律，承受壓力前，充分利用爆破技術(shù)，弱化厚煤層頂煤完整性，同時(shí)改變頂煤的力學(xué)特性與整體結(jié)構(gòu)，減小頂煤整體性強(qiáng)度。因?yàn)轫斆褐Ъ茏陨碜饔门c破煤效果，對(duì)頂煤支架具有支撐效果，最終有效控制厚煤層頂端活動(dòng)[3]。

在頂煤壓支架技術(shù)中，通過(guò)一系列的研究與調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在煤炭資源開(kāi)采中，開(kāi)采厚煤層還存在諸多問(wèn)題，如開(kāi)采厚煤層時(shí)，機(jī)械化應(yīng)用水平不夠，采煤安全性與經(jīng)濟(jì)效益不夠，對(duì)于此類問(wèn)題，厚煤層開(kāi)采必須對(duì)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行深入的分析，通過(guò)運(yùn)用放頂煤支架，在現(xiàn)實(shí)中取得很好的成果。將放頂煤液壓支架應(yīng)用到厚煤層中，擁有很好的引用價(jià)值，通過(guò)科學(xué)技術(shù)，得到相對(duì)全面、綜合的信息資料，有效控制厚煤層中的圍巖與頂煤。同時(shí)對(duì)厚煤層資源開(kāi)采與應(yīng)用發(fā)揮支撐功能。該支架擁有齊全的長(zhǎng)側(cè)護(hù)板、頂梁與內(nèi)伸縮梁，端面頂端則是全封閉的。在現(xiàn)實(shí)采煤工作中，厚煤層過(guò)煤領(lǐng)域不會(huì)由于采煤高度對(duì)頂梁狀態(tài)、采煤高度產(chǎn)生影響。支架后方的掩護(hù)梁屬于彎曲的設(shè)計(jì)，它不僅能減小支架頂板與破碎頂煤間的干擾，還能加大特厚煤層煤礦資源回收功能，在有效應(yīng)用支架伸縮功能的同時(shí)，調(diào)整頂梁工作狀態(tài)[4]。

在開(kāi)采地下煤層時(shí)，巖層上通常會(huì)覆蓋新煤，生成垮落的冒落帶，而另一部分則在煤層中生成沉離帶。開(kāi)采煤礦后，煤層地下領(lǐng)域勢(shì)必會(huì)影響原始平衡。針對(duì)這種狀態(tài)，如果填充移動(dòng)巖層，可以阻擋向上發(fā)展的巖層，降低對(duì)地表的不利影響，即：減沉注漿技術(shù)，它在厚煤層開(kāi)采中發(fā)揮著壓實(shí)與支撐功能，以減少巖層對(duì)地表構(gòu)成的威脅，從源頭上控制不良影響。支撐作用主要展現(xiàn)在：對(duì)于地面鉆孔，先讓混合漿液進(jìn)入巖層高壓，借助水的作用，輸送填充物，然后再運(yùn)到隔離層，沉淀填充物，以此改善填充物的密實(shí)度與體積，這樣才能讓煤層支撐作用得到發(fā)揮。

2.2 綜采設(shè)備的應(yīng)用

在厚煤層開(kāi)采中，所用的綜采技術(shù)包含各種內(nèi)容，如分層、一次采全與放頂機(jī)械化技術(shù)等。從當(dāng)前的厚煤層開(kāi)采情況來(lái)看：使用較多的是一次采全機(jī)械化綜采，當(dāng)然綜采設(shè)備必須滿足對(duì)應(yīng)的要求，在確保采煤高產(chǎn)、高效的同時(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)木C采設(shè)備。在厚煤層開(kāi)采中，采煤機(jī)作為基礎(chǔ)設(shè)施，它對(duì)采煤機(jī)有重大影響。在現(xiàn)實(shí)開(kāi)采中，可以通過(guò)遙控技術(shù)控制采煤機(jī)，以滿足25～30m的采煤要求。同時(shí)，在應(yīng)用采煤機(jī)時(shí)，必須在45°區(qū)域設(shè)置擋煤板。為了符合采煤機(jī)截割深度，可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況延伸支架頂梁，避免工作面板發(fā)生冒頂?shù)惹闆r。另外，還必須注意怎樣把互幫裝置放到液壓支架上，通?；透叨瓤刂圃?00mm左右，條件允許時(shí)還可以進(jìn)行二級(jí)護(hù)幫安裝。為符合2.5～5.3m的高度要求，支架后方應(yīng)抬高通道。刮板輸送機(jī)牽引形式與外形大小使用配套采煤機(jī)，確保工作面與長(zhǎng)度相似，尤其是輸送能力必須符合采煤要求[5]。

3 煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展

隨著煤礦安全要求的提高，無(wú)人自動(dòng)化技術(shù)成為保障煤礦開(kāi)采安全的重要方式，正在被各級(jí)煤礦企業(yè)關(guān)注。無(wú)人自動(dòng)化技術(shù)作為前沿技術(shù)，開(kāi)采理論、技術(shù)與裝備將面向智能化與機(jī)械化等方向發(fā)展。

3.1 三機(jī)自動(dòng)控制

采煤機(jī)作為無(wú)人工作設(shè)備的重要部分，自動(dòng)控制系統(tǒng)包含自動(dòng)導(dǎo)航與自主定位系統(tǒng)，采煤機(jī)能否精確、高速地定位是采煤機(jī)能否自動(dòng)控制的重心。液壓支架電液控制作為當(dāng)前先進(jìn)的控制形式，它集中了多種技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)聯(lián)動(dòng)與自動(dòng)控制具有重要影響。新型智能刮板輸送機(jī)是世界刮板的代表，對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與推移具有重要作用。

3.2 三機(jī)工況檢查與診斷

三機(jī)工況自動(dòng)檢測(cè)和故障診斷是三機(jī)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，目前采煤機(jī)智能檢測(cè)水平已經(jīng)趨于成熟，通過(guò)各種自動(dòng)調(diào)鏈與驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)工況進(jìn)行檢測(cè)，使用ACTS、CST與工況監(jiān)測(cè)，不斷向智能方向靠近，最終實(shí)現(xiàn)事故小、功率大、安全運(yùn)行的目的。

3.3 災(zāi)害預(yù)報(bào)

在厚煤層開(kāi)采中，工作面面臨著自動(dòng)檢測(cè)和預(yù)報(bào)系統(tǒng)，利用傳感器對(duì)頂?shù)装鍘r、煤層厚度與空間分布進(jìn)行掌控；及時(shí)把監(jiān)測(cè)信息上傳給控制中心，結(jié)合預(yù)測(cè)軟件與地質(zhì)信息進(jìn)行處理，以確保工作面生產(chǎn)效率，同時(shí)也避免了不必要的工作事故。綜采、綜掘?qū)τ诰C合監(jiān)測(cè)的發(fā)展，為無(wú)人自動(dòng)預(yù)測(cè)提供了很好的條件。

3.4 采煤-環(huán)境系統(tǒng)

采煤-環(huán)境的模型為厚煤層開(kāi)采提供了很好的安全保障，利用各種先進(jìn)技術(shù)，確保無(wú)人工作區(qū)間的可靠性與高效性。該系統(tǒng)不僅能判別周邊環(huán)境與機(jī)電設(shè)施的運(yùn)行情況，還能實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析與診斷，從而讓機(jī)電設(shè)施始終處在最好的狀態(tài)與空間。

4 結(jié)語(yǔ)

從當(dāng)前的煤礦開(kāi)采情況來(lái)看：厚煤層開(kāi)采面臨很多問(wèn)題，為了確保煤礦開(kāi)采安全與質(zhì)量，除了要做好綜采技術(shù)探討與研究工作，還必須整合綜采技術(shù)特性，科學(xué)應(yīng)用相關(guān)設(shè)備，結(jié)合應(yīng)用技巧，讓綜采設(shè)備最大程度地發(fā)揮價(jià)值，這樣才能為厚煤層開(kāi)采打下基礎(chǔ)，最后為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更好的服務(wù)。

[1]鄧中舉.大采高長(zhǎng)壁綜采技術(shù)在厚煤層開(kāi)采中的應(yīng)用[J].中州煤炭,2012(7):81-83.

[2]王秋紅.芻議煤礦綜采的技術(shù)與裝備及在厚煤層開(kāi)采中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(18):98.

[3]孫強(qiáng).綜采技術(shù)和裝備在厚煤層開(kāi)采中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2014(22):29-31.

[4]王乃足.探析厚煤層開(kāi)采中煤礦綜采技術(shù)和裝備的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2014(14):52.

[5]賴恭鵬.論煤礦綜采技術(shù)在厚煤層開(kāi)采中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng), 2015(5):204.

（編輯：賈娟）

App lication on Com prehensive Coal M ining Technology in Thick Seam

W ang Rui
(1.School of M ines of Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi030024; 2.Zhengli Coal Industry of ShanxiCoking Investment Company,Lvliang Shanxi033000)

Themining thick coal seam mining are summarized,and analyses the fully mechanized technology and equipment used in thick coal layer,analysis the developmentand application of coalmine fullymechanized technology.

coalmine;comprehensive coalmining;thick seam;mining application

TD823.97

A

2095-0748(2016)16-0058-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.16.25

2016-07-03

王瑞（1988—），男，山西呂梁人，畢業(yè)于湖南工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，助理工程師，現(xiàn)就職于嵐縣正利煤業(yè)生產(chǎn)科，主要從事綜合機(jī)械化采煤工作。