煤礦綜采技術(shù)的發(fā)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(yè)來說，煤礦生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)技術(shù)都會對綜合生產(chǎn)力帶來決定性影響，對于推動我國經(jīng)濟的快速發(fā)展也起到了關(guān)鍵的作用。自上個世紀(jì)綜采設(shè)備的問世以來，煤礦生產(chǎn)效率便有了不斷的提升，因此先進的生產(chǎn)設(shè)備是決定煤礦企業(yè)發(fā)展的重點。但近年來煤礦綜采技術(shù)水平的提高，傳統(tǒng)綜采技術(shù)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(shù)創(chuàng)新路徑，推動煤礦綜采技術(shù)的快速發(fā)展。煤礦綜采技術(shù)對于煤礦業(yè)的發(fā)展來說影響頗深，甚至決定了世界煤炭開采格局，對企業(yè)的經(jīng)營與發(fā)展也起到了關(guān)鍵作用。當(dāng)前我國的煤礦綜采技術(shù)逐漸向著集約化和機械化的方向發(fā)展，但因技術(shù)限制，在綜采設(shè)備尤其是裝機功率方面存在一定不足，一些設(shè)備或零件也需要國外進口，并且當(dāng)下的煤礦開采作業(yè)逐漸深入，面臨越來越復(fù)雜的地質(zhì)條件，這也對煤礦綜采技術(shù)提出了更高的要求。

1.煤礦綜采技術(shù)的應(yīng)用研究

(1)薄煤層綜采技術(shù)的應(yīng)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(zhì)量優(yōu)良等特點，在可開采儲量中占據(jù)著20%左右的比例。而薄煤層綜采技術(shù)多應(yīng)用滾筒采煤設(shè)備和刮板輸送機設(shè)備、液壓支架配套技術(shù)等，邯鄲礦業(yè)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(chǎn)每月可達(dá)4t甚至更高，單產(chǎn)面積有了顯著提升，同時煤礦開采作業(yè)的安全性也有了提高。今后煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展需要進一步提高薄煤層的高效開采和自動化開采技術(shù)以及有關(guān)設(shè)備的研發(fā)，從而達(dá)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(shù)的應(yīng)用

相比于薄煤層來說，中厚煤層環(huán)境更加復(fù)雜，開采難度也相對較高，而當(dāng)前的快速過斷層技術(shù)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(yè)針對中厚煤層的高效開采成套設(shè)備及工藝進行研究，在試采期間日產(chǎn)煤量平均達(dá)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(shù)也有了進一步提升，煤礦開采的機械化水平也實現(xiàn)了突破。某煤礦集團實現(xiàn)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(chǎn)量達(dá)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(xiàn)了提升。

(3)厚煤層綜采技術(shù)的應(yīng)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(shè)備，日產(chǎn)煤量達(dá)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(fā)6.5m大采高綜采設(shè)備，在復(fù)雜條件下也能夠?qū)崿F(xiàn)安全開采。目前頂板的控制是大采高重點關(guān)注和研究的問題，需要進一步優(yōu)化。②分層開采技術(shù)。分層開采技術(shù)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(shù)的運用，分層間有夾矸層，開采效益較為顯著，年產(chǎn)煤量達(dá)到了200萬噸左右。③綜放開采技術(shù)。綜放開采技術(shù)的應(yīng)用多為大型的礦場，而這一技術(shù)的合理應(yīng)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(shù)的應(yīng)用

充填開采綜采技術(shù)的運用具有一定的環(huán)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(shù)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(shù)的運用，通過綜合機械化采煤技術(shù)，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(chǔ)上也緩解了采煤作業(yè)對周邊環(huán)境帶來的危害，做到了礦區(qū)環(huán)境的保護。矸石填充技術(shù)的應(yīng)用則可以對開采區(qū)域的沉陷現(xiàn)象進行預(yù)防和處理，不僅提高了煤炭資源的利用率，同時也能夠發(fā)揮環(huán)境保護作用，提高周邊建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免地表塌陷等現(xiàn)象的形成，對地表環(huán)境起到一定保護作用。

(5)復(fù)雜環(huán)境下的綜采技術(shù)應(yīng)用

在一些復(fù)雜的礦層環(huán)境下，綜采技術(shù)的運用至關(guān)重要，在開采作業(yè)正式開展前，需要對礦層的地質(zhì)信息進行全面評估，針對其地質(zhì)信息進行開采技術(shù)和方案的選擇，從而確保開采作業(yè)的效率與質(zhì)量。

①復(fù)合頂?shù)装寰C采技術(shù)。為了能夠避免頂板不穩(wěn)定或巷道存在底鼓等問題，需要科學(xué)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(shù)。某礦區(qū)煤層在80～ 150m之間，通過6LS-06型采煤機開展采集作業(yè)，并運用液壓支架高效推進工作面，平均每日推進20個循環(huán)以上，每日產(chǎn)煤量達(dá)到了2萬噸。這一技術(shù)的應(yīng)用也有效降低了工作面壓力，實現(xiàn)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(shù)。針對急傾斜煤層來說，這一類型的煤礦需要不斷優(yōu)化回采工藝，改進技術(shù)設(shè)備，從而加強支架的穩(wěn)定性，而且還要優(yōu)化巷道的設(shè)計規(guī)劃以及設(shè)備的現(xiàn)場布設(shè)、人員的合理配置等。只有這樣才能確保綜采技術(shù)的應(yīng)用效果，保證急傾斜煤層能夠有序化開展開采作業(yè)。

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

⑤工作面過斷層技術(shù)。某煤礦通過工作面過斷層技術(shù)實施煤礦開采，在其中某個工作面應(yīng)用效果十分明顯，揭露斷層共15條，開切眼內(nèi)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(wǎng)來減緩頂煤破碎帶來的破壞力，確保工作面過斷層技術(shù)的應(yīng)用效果[3]。

2.煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展策略

(1)注重技術(shù)研發(fā)，研究配套綜采設(shè)備

自動化技術(shù)在煤礦綜采技術(shù)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(zhì)量也能夠顯著提高。而為了能夠?qū)崿F(xiàn)這一效果煤礦企業(yè)需要進一步加強信息化技術(shù)引進的重視，構(gòu)建煤礦開采數(shù)據(jù)庫。自動化技術(shù)需要將計算機技術(shù)作為基礎(chǔ)支持，由于礦井下地質(zhì)條件具有多變性，不同的綜采技術(shù)適用于不同的環(huán)境條件，為了確保自動化技術(shù)能夠與煤礦綜采技術(shù)進一步結(jié)合，便需要實現(xiàn)自動化技術(shù)的創(chuàng)新。綜采技術(shù)的合理運用需要具有完善的綜采設(shè)備，所以還要不斷推進綜采設(shè)備的研究。今后綜采設(shè)備朝著自動化和智能化的方向發(fā)展，當(dāng)前市場中常見的綜采設(shè)備大多為面對簡單生產(chǎn)條件而研發(fā)，所以為了保證綜采設(shè)備能夠在各種復(fù)雜地質(zhì)條件下都能夠發(fā)揮預(yù)期的效果，煤礦企業(yè)需要不斷加強技術(shù)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(shù)設(shè)備的創(chuàng)新，并且定期針對人員開展培訓(xùn)活動，設(shè)備和技術(shù)的創(chuàng)新是決定煤礦企業(yè)經(jīng)營以及競爭的關(guān)鍵，因此針對技術(shù)與設(shè)備加大研發(fā)力度也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。

(2)加強綜采設(shè)備的管理與維護

由于當(dāng)前煤礦開采作業(yè)對于技術(shù)設(shè)備的要求越來越高，因此設(shè)備的運作穩(wěn)定性以及本身性能成為了影響煤礦開采效益的關(guān)鍵，綜采設(shè)備的管理與維護則能夠確保設(shè)備始終處于良好的運作狀態(tài)。對此管理人員需要時刻了解設(shè)備的運作狀況，針對設(shè)備進行調(diào)整和檢查。以往煤礦機電設(shè)備的管理并沒有實現(xiàn)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(shè)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(xiàn)開采成本的控制。近年來煤礦開采作業(yè)的信息化水平有了顯著提高，而開采設(shè)備的管理也實現(xiàn)了信息化，管理實效性大大提高。設(shè)備管理中，維護保養(yǎng)是最為關(guān)鍵的工作內(nèi)容之一，設(shè)備管理需要為設(shè)備檢修與維護提供指導(dǎo)，改善設(shè)備的維修效率，保障設(shè)備的穩(wěn)定運行。

(3)煤礦綜采技術(shù)自動化及一體化管理

自動化與智能化是煤礦綜采技術(shù)主要的發(fā)展方向，煤礦開采技術(shù)實現(xiàn)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(fā)生幾率，也改善煤礦開采整體質(zhì)量。對此煤礦企業(yè)需要重點關(guān)注煤礦綜采技術(shù)的自動化發(fā)展，應(yīng)用先進的技術(shù)手段進行統(tǒng)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(shè)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(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題時能夠及時且有效地進行解決，從而達(dá)到煤礦綜采的設(shè)備要求，以往的事后管理在真正面臨設(shè)備故障等問題時難以進行預(yù)見和采取應(yīng)急措施，不利于安全事故的預(yù)防和及時解決。對此煤礦企業(yè)需要充分重視設(shè)備的維修與保養(yǎng)，提高設(shè)備后續(xù)管理工作的力度，規(guī)劃以機電設(shè)備為主的工作模式，確保煤礦開采作業(yè)的順利開展[4]。

3.結(jié)束語

對于煤礦開采作業(yè)來說，綜采技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，而科學(xué)運用煤礦綜采技術(shù)能夠促進煤礦開采作業(yè)的有序化推進，并且也為煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟效益帶來了充分保障。因此在煤礦開采作業(yè)期間，企業(yè)需要對煤礦開采存在的不足進行全面分析，根據(jù)開采作業(yè)的具體需求，應(yīng)用有效的方案方法優(yōu)化開采過程，注重技術(shù)與設(shè)備的創(chuàng)新，提高技術(shù)研究力度，促進煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。