探析厚煤层开采中煤矿综采技术和装备的应用

王乃足

摘 要：开采厚煤层的主要方法包括：放顶煤机械化综合采煤法、分层机械化的综合采煤法和一次采全高厚煤层机械化综合采煤法。目前在我国的厚煤层开采中，采用较多的是一次采全高机械化综合采煤法。本文对厚煤层开采中煤矿综采技术和装备的应用进行了具体分析，以供参考。

关键词：煤矿综采技术；综采设备；厚煤层开采

中图分类号：TD823 文献标识码：A

目前我国在厚煤层的开采中，仍然出现会遇到一些安全问题和技术、设备问题，特别是地质条件复杂的厚煤层，断层多且压力大，开采安全程度和回采率均较低，制约了煤矿开采技术的使用和推广。下面对煤矿综采技术和装备在厚煤层开采中的应用进行分析和探究，以期提高厚煤层的开采的工作效率，为煤矿的安全生产提供保障。

一、厚煤层开采中煤矿综采技术的应用

1 顶煤弱化技术

放顶煤技术是厚煤层和特厚煤层开采中的一种常用技术，能够完成一次性全厚开采，提高了煤炭的二次开采回采率，降低了材料的消耗，从而解决了煤炭自燃的问题，实现了高产和高效的目的。但是目前我国的放顶煤开采技术还有存在许多亟待解决的问题，例如如何提高放顶煤冒放性，对这个问题的研究还需要一个长期的过程。

进行厚煤层开采，利用坚硬顶煤弱化技术的主要思路是：根据顶煤破坏过程所具备的特点和弱化规律，在承受压力作用前，运用爆破技术预先弱化顶煤的完整性，改变顶煤的力学特性和整体机构，破坏顶煤对外力的抵抗作用，降低顶煤整体强度，利用支架自身的反复支撑作用和破煤效果，使顶煤弱化作用、支架支撑作用和支承压力作用能够相互协调，对顶煤的垮冒特征和破碎程度进行控制，从而降低了顶煤顶板压力的传递活动效果。

在应用顶煤弱化技术时，通常弱化措施对部分顶煤产生直接作用，预先弱化促使顶煤的垮冒特征和破碎程度能够满足顶煤放出的要求。厚煤层开采的顶煤预先弱化技术要注意充分发挥矿山自身的压力。

2 放顶煤液压支架技术

目前，我国还有很多地质复杂不便于开采的厚煤层，对这类煤层的开采存在一些缺陷，包括开采过程中的安全隐患、机械化程度低、开采经济效益差等。为了解决难开采厚煤层中的遇到的问题，我国相关技术人员加强了对煤矿综采技术的研究，研制出新型的轻放支架，在煤矿实际开采过程中取得了良好效果。放顶煤液压技术的装备主要通过分析支架系统结构、受力及运动规律、运动形态和岩石力学特性，利用虚拟现实技术重点研究煤炭的受力变化、变形状态，煤炭的破裂影响和支架的装配、制造间隙，获得更多开采资料，得出支架与综采场围岩的关系，这样设计出的轻型支架不仅具有顶板支撑的作用，还能对顶煤和围岩进行有效控制。

这项技术的主要特点是：放顶煤液压支架具有完整的内伸缩梁、顶梁和长侧护板结构，

全封闭的端面顶板，单铰接机构后部的相应支架。在采煤时，过煤空间不会随着顶梁工作状态和采高的变动而改变，将支架后的掩护梁设计成折现弯曲形状，不仅能够减少对顶板和破碎顶煤之间煤岩分界面的影响，同时还能在顶煤放出时降低煤矿的含矸量，增强煤矿回收率，利用后柱支架的双伸缩功能，有效改善了顶梁的工作状态，确保与相邻支架形成封闭的顶板。放顶煤液压支架技术具有紧密的支架结构，部件和总体的尺寸都比较小，装备重量轻，制造成本少，便于运输和安装，且能达到较高强度的支护作用。

3 减沉注浆技术

进行地下煤层开采时，覆盖在岩层上的煤层带会逐渐形成自然的垮落冒落带，另外的部分煤层会形成下沉离层带。减沉注浆技术就是利用这一原理应用于厚煤层开采。煤矿开采后，形成的地下空间影响岩体原始的平衡状态，如果在岩层移动时及时填充地下空间，可以阻断岩层的向上发展状态，减少地表下沉造成的危害。减沉灌浆技术能够解决这个问题。其具体的技术机理如下：3.1支撑作用。对地面钻孔向覆岩的离层空间内利用高压注入混合浆液，用水将填充物输送到离层带，便于脱水时沉淀填充物，增加体积及其密实度，发挥支撑覆岩层的作用，避免发生下沉弯曲的情况，对最大离层位置的继续向上发展实施有效控制。3.2压实作用。高压浆液被注入离层带后会对四周岩体产生作用，并挤压下部的岩体，压实了岩层在向上移动时产生的空隙和裂隙。同时，在注浆层的位置还会逐渐形成更大的注浆空间，便于充分填充岩层，减少二次沉降，有效发挥沉降功能。3.3控制和减小对地表的破坏程度。进行厚煤层开采时，利用减沉注浆技术可以减少煤矿开采引起的地表降沉和变形等，同时减缓地面的降沉速度，减慢地表下沉速度，降低在厚煤层开采时产生的不必要损失。通过对我国一些地区煤矿减沉注浆技术应用的效果进行分析，发现使用该技术的煤矿周围地表下沉率仅为36～65%。

每个地区煤层覆岩结构的特征不同，岩层的硬度和厚度也不相同，同时每个工作面的地质采矿条件也不尽相同，因此利用减沉注浆技术开采煤矿时，要对煤层进行综合分析，选择合理的注浆参数，发挥该项技术的最佳效果。

二、厚煤层开采中煤矿综采设备的应用

煤矿综采设备的关键是采煤机，它决定了煤矿的生产能力，能够提高长臂开采面的工作效率，远程遥控操控采煤机，可以达到采高2.5～5.3m的需要。使用时要在采煤机上方45°设置挡煤板。

为了达到采煤机截割所要求的深度，需要增长支架顶梁的长度，对工作面顶板实施维护防止冒顶。对液压支架设置护帮装备，护帮高度不低于0.8m；如果需要设置二级护帮，最高护帮高度可达到2.2m。对液压支架进行遥控操作，在支架的后部设置抬高行人通道，使支架满足2.5～5.3m的高度变化。

结语

综上所述，煤矿综采技术和装备能够保证煤矿开采工作的安全性，提高煤矿出采率，需要加强对新技术和设备的研究，满足煤矿行业发展的需要。

参考文献

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