煤矿综采技术的发展与研究

＊张 翔

（太原煤气化集团公司炉峪口煤矿 山西 030204）

对于我国煤炭行业来说，煤矿生产设备以及生产技术都会对综合生产力带来决定性影响，对于推动我国经济的快速发展也起到了关键的作用。自上个世纪综采设备的问世以来，煤矿生产效率便有了不断的提升，因此先进的生产设备是决定煤矿企业发展的重点。但近年来煤矿综采技术水平的提高，传统综采技术也逐渐暴露出了一些需要解决的问题，对此更要积极探索技术创新路径，推动煤矿综采技术的快速发展。煤矿综采技术对于煤矿业的发展来说影响颇深，甚至决定了世界煤炭开采格局，对企业的经营与发展也起到了关键作用。当前我国的煤矿综采技术逐渐向着集约化和机械化的方向发展，但因技术限制，在综采设备尤其是装机功率方面存在一定不足，一些设备或零件也需要国外进口，并且当下的煤矿开采作业逐渐深入，面临越来越复杂的地质条件，这也对煤矿综采技术提出了更高的要求。

1.煤矿综采技术的应用研究

(1)薄煤层综采技术的应用

以我国的煤矿资源分布情况来看，薄煤层具有分布广、占比高、质量优良等特点，在可开采储量中占据着20%左右的比例。而薄煤层综采技术多应用滚筒采煤设备和刮板输送机设备、液压支架配套技术等，邯郸矿业集团所采用的ZY3000/10/20型液压支架，采煤机选用MG160/370-WDH采煤机，单产每月可达4t甚至更高，单产面积有了显著提升，同时煤矿开采作业的安全性也有了提高。今后煤矿综采技术的发展需要进一步提高薄煤层的高效开采和自动化开采技术以及有关设备的研发，从而达到薄煤层的开采需求，提升煤矿开采效益与效率。

(2)中厚煤层综采技术的应用

相比于薄煤层来说，中厚煤层环境更加复杂，开采难度也相对较高，而当前的快速过断层技术并不够完善，开采方法不够灵活，对于煤矿开采效率来说难以有效提高。某煤矿企业针对中厚煤层的高效开采成套设备及工艺进行研究，在试采期间日产煤量平均达到了6860t左右，煤矿开采效率有了明显提升，而煤矿综采的各方面参数也有了进一步提升，煤矿开采的机械化水平也实现了突破。某煤矿集团实现了中厚煤层的一次采全高综采，选择ZZ4000-18/38支撑掩护式支架，月产量达到了7.5万吨左右，而且矿井安全性也有了进一步提高，煤矿开采效益实现了提升。

(3)厚煤层综采技术的应用

①大采高一次采全高。晋城寺河矿于2006年引进了大采高设备，日产煤量达到了3万吨左右，冀中能源东庞矿采用ZY5000/25/50大采高支架，研发6.5m大采高综采设备，在复杂条件下也能够实现安全开采。目前顶板的控制是大采高重点关注和研究的问题，需要进一步优化。②分层开采技术。分层开采技术适用于煤层厚度在7～8m之间的煤层，某矿场通过分层开采技术的运用，分层间有夹矸层，开采效益较为显著，年产煤量达到了200万吨左右。③综放开采技术。综放开采技术的应用多为大型的矿场，而这一技术的合理应用可以有效提升放顶煤的采出率，一般切割高度在3.5～5m之间。

(4)充填开采综采技术的应用

充填开采综采技术的运用具有一定的环保效益，能够降低煤矿开采对于矿山带来的危害，也提高了资源利用率，能够有效处理地表塌方等问题。充填开采技术一般分为高水材料充填、膏体充填、矸石充填等几种。如太平煤矿便通过膏体充填技术的运用，通过综合机械化采煤技术，选择走向长壁后退式综采工艺，双滚筒采煤机进行切割，在提高采煤效率的基础上也缓解了采煤作业对周边环境带来的危害，做到了矿区环境的保护。矸石填充技术的应用则可以对开采区域的沉陷现象进行预防和处理，不仅提高了煤炭资源的利用率，同时也能够发挥环境保护作用，提高周边建筑结构的稳定性，避免地表塌陷等现象的形成，对地表环境起到一定保护作用。

(5)复杂环境下的综采技术应用

在一些复杂的矿层环境下，综采技术的运用至关重要，在开采作业正式开展前，需要对矿层的地质信息进行全面评估，针对其地质信息进行开采技术和方案的选择，从而确保开采作业的效率与质量。

①复合顶底板综采技术。为了能够避免顶板不稳定或巷道存在底鼓等问题，需要科学选择液压支架，避免支架深陷泥岩之中。

②浅埋煤层高效推进工作面技术。某矿区煤层在80～ 150m之间，通过6LS-06型采煤机开展采集作业，并运用液压支架高效推进工作面，平均每日推进20个循环以上，每日产煤量达到了2万吨。这一技术的应用也有效降低了工作面压力，实现顶板的有效控制，提高采煤的安全开展。

③急倾斜煤层开采技术。针对急倾斜煤层来说，这一类型的煤矿需要不断优化回采工艺，改进技术设备，从而加强支架的稳定性，而且还要优化巷道的设计规划以及设备的现场布设、人员的合理配置等。只有这样才能确保综采技术的应用效果，保证急倾斜煤层能够有序化开展开采作业。

④富含水层工作面回采技术。通过泄水眼和振动筛煤水分离以及排水站等设施实现富含水层工作面的快速回采作业，并且有效规避了开采期间可能出现的水害问题，提高煤矿开采作业的安全性与综合效益。

⑤工作面过断层技术。某煤矿通过工作面过断层技术实施煤矿开采，在其中某个工作面应用效果十分明显，揭露断层共15条，开切眼内外都具有小断层，在开采期间将震动炮放置于断层位置，提高放煤的步距，通过金属网来减缓顶煤破碎带来的破坏力，确保工作面过断层技术的应用效果[3]。

2.煤矿综采技术的发展策略

(1)注重技术研发，研究配套综采设备

自动化技术在煤矿综采技术中的引进不但能够提高煤矿开采的安全性和效率性，同时煤矿开采质量也能够显著提高。而为了能够实现这一效果煤矿企业需要进一步加强信息化技术引进的重视，构建煤矿开采数据库。自动化技术需要将计算机技术作为基础支持，由于矿井下地质条件具有多变性，不同的综采技术适用于不同的环境条件，为了确保自动化技术能够与煤矿综采技术进一步结合，便需要实现自动化技术的创新。综采技术的合理运用需要具有完善的综采设备，所以还要不断推进综采设备的研究。今后综采设备朝着自动化和智能化的方向发展，当前市场中常见的综采设备大多为面对简单生产条件而研发，所以为了保证综采设备能够在各种复杂地质条件下都能够发挥预期的效果，煤矿企业需要不断加强技术装备的研究力度，通过资力物力人力等方面的投入来推动技术设备的创新，并且定期针对人员开展培训活动，设备和技术的创新是决定煤矿企业经营以及竞争的关键，因此针对技术与设备加大研发力度也是企业发展的必由之路。

(2)加强综采设备的管理与维护

由于当前煤矿开采作业对于技术设备的要求越来越高，因此设备的运作稳定性以及本身性能成为了影响煤矿开采效益的关键，综采设备的管理与维护则能够确保设备始终处于良好的运作状态。对此管理人员需要时刻了解设备的运作状况，针对设备进行调整和检查。以往煤矿机电设备的管理并没有实现信息化，因此在管理实效方面相对较差，煤矿安全事故也难以有效避免，设备的有效管理不但能提高煤矿开采的安全性，同时也能实现开采成本的控制。近年来煤矿开采作业的信息化水平有了显著提高，而开采设备的管理也实现了信息化，管理实效性大大提高。设备管理中，维护保养是最为关键的工作内容之一，设备管理需要为设备检修与维护提供指导，改善设备的维修效率，保障设备的稳定运行。

(3)煤矿综采技术自动化及一体化管理

自动化与智能化是煤矿综采技术主要的发展方向，煤矿开采技术实现自动化开采能够进一步降低煤矿开采的成本，并提高煤矿开采安全性，降低事故发生几率，也改善煤矿开采整体质量。对此煤矿企业需要重点关注煤矿综采技术的自动化发展，应用先进的技术手段进行统一化的管理，为煤矿开采予以便利和帮助。针对机电管理来说，在设备使用之前、使用过程中、使用完毕后等全过程进行管理，在发现设备存在问题时能够及时且有效地进行解决，从而达到煤矿综采的设备要求，以往的事后管理在真正面临设备故障等问题时难以进行预见和采取应急措施，不利于安全事故的预防和及时解决。对此煤矿企业需要充分重视设备的维修与保养，提高设备后续管理工作的力度，规划以机电设备为主的工作模式，确保煤矿开采作业的顺利开展[4]。

3.结束语

对于煤矿开采作业来说，综采技术的应用十分广泛，而科学运用煤矿综采技术能够促进煤矿开采作业的有序化推进，并且也为煤矿生产的经济效益带来了充分保障。因此在煤矿开采作业期间，企业需要对煤矿开采存在的不足进行全面分析，根据开采作业的具体需求，应用有效的方案方法优化开采过程，注重技术与设备的创新，提高技术研究力度，促进煤矿综采技术的发展与应用。