煤矿开采中综放综采混合开采技术的应用

2021-12-23和国瑞子长县中达焦家沟煤业有限公司陕西子长717300

化工管理 2021年33期

和国瑞(子长县中达焦家沟煤业有限公司，陕西子长 717300)

0 引言

传统煤矿开采时受制于技术措施的限制，对于相对较厚的煤层主要采取的是分层开采的方式来进行。近些年随着技术水平的快速提升，综放综采混合开采技术有了较大提升，大范围地被应用于煤矿开采当中。但是其在实际应用时往往受到区域地质条件以及所用设备等方面的影响，使得此技术在工作面较小的情况下无法对上分层边缘进行回采，需要根据具体情况对煤矿开采方式进行优化调整，提升煤矿的产量，获取更好经济效益。

1 案例基本概况

某煤矿的某工作面处在中下部煤层，共包括3个自然分层，其中两层间含有夹矸，总体厚度在6.5 m左右。前期开采过程已经对运输煤层的巷道设定了相应的角度(控制在3～13°范围)，此煤矿的相关参数如表1所示。

表1 煤层相关指标

2 综放综采混合开采技术所用设备分析

2.1 工作面支架

根据此煤矿的具体参数指标设定采用MAX-200型号的采煤机械，同时要配备相应规格(SGZ-764/630)的输送运输设备。另外，为了确保巷道的安全性，需要在综合采煤区域设置工作面专用支架(型号为：ZY-35)进行支护[1]。虽然无需在综采综放交接区域设置排尾架，但是需要设置基本架来确保采煤工作的顺利进行，防止引发煤炭输送设备出现故障，从根本上保障采煤工作的顺利进行。

2.2 运输机

在对煤矿资源进行开采时往往将所采煤炭堆放在运输巷道的侧部，同时运输煤炭的刮板输送设备尾部设置在巷道中部。对煤炭进行运输时为了将刮板机的驱动功率控制在标准值范围内，要对刮板设备的驱动电机进行升级，并且要控制此刮板输送设备的尾部长度在500 mm，宽度在900 mm。

2.3 作业面顶板

要加强对作业面顶板的管理力度，确保放煤的合理性。在实际操作时首先要通过大板梁+单体柱对端头部位进行有效支护，之后需要在假顶和实煤体之间注入玻璃钢树脂全锚、马丽散锚固剂，同时要特别加强对破碎煤柱的支护。要参照矿压的具体变化情况，通过单轮间隔顺序放煤，要确保煤步距和割煤的同步性。除此之外，为了进一步保证安全性，需要在运输机的头部设置5个支架，在尾部设置3个支架。

3 综放综采混合开采技术的应用分析

(1)在进行煤矿开采过程中要确保工作面位置应用的支架工作阻力满足相应标准规定，首次煤矿开采时支架支撑力并不会很高，一旦出现矿压激增的情况就会对工作面顺利开采造成较大影响，所以一定要对液压系统进行调整，确保其能够对支架提供足够的支撑力。另外，为了快速推进工作面的开采、降低工作面所承受的压力，可以采用追机作业(设置有压移架)的形式进行开采，同时要对封闭工作面断面顶板进行及时、有效地支护，确保其安全性。

(2)对于此煤矿来说，理论计算工作面支架额定障碍数值(综放)为4 800 kN，但是综采则是3 920 kN，对其进行深入分析可知综放面最大数值达到额定值的71.5%，综采面最大数值达到额定值的86.3%。具体应用时支架阻力存在相应的冗余，一旦工作面发生矿压的情况，那么综放以及综采的剩余支撑力分别会达到28.7%和14.2%。之后利用对工作面压力变化的监控来确定煤矿基本顶活动的相关规律，一般情况下工作面上面基本顶首次垮落步距设定在18.5～26.1 m范围内，工作面上面容易产生不同步的情况。这就说明在基本顶存在压力情况下，可能会在综放位置产生滞后性，而在综采位置出现超前的情况。但是在相交区域还是会受到上分层开采时剩余集中压力的影响，所以总的来说此区域承受压力要明显超过其他位置[2]。

(3)在进行开采时一定要根据煤矿的具体情况设定合适的工作面两巷布置形式，同时也要确定好合理的开采工艺系数，在实际操作时一定要尽量降低煤柱损失率，减少剪应力集中的区域。在具体操作时要根据开采区域矿压所具有的特点来进行，要保证混合开采工作面中线与上分层回风巷中线错开8 m。在实际开采时受到开采设备技术性能的影响，若是将混合开采工作面切眼长度延长到230 m，那么需要将外错上分层运输巷道设置成为80 m。为了进一步加强顶板综放综采交接位置的管理效果，严禁在综放区域机尾3架区域存煤，但是在综放工作区域范围内采取一刀一放的模式，对于混合开采工作面来说要采取端面斜切进刀双向采煤的方法，要保证放煤的距离至少在0.6 m之上。

(4)要加强混合开采技术的应用，在完成上分层回采之后会在人工顶板、煤顶边缘区域产生应力集中的情况，从而造成对顶板管理的困难，容易出现片帮冒顶的问题，所以要对工程质量进行严格控制。若是支架要进行前移那么要加快前移的速度，同时要利用采煤机顶板进行刮平操作，这样能够大大简化顶梁接顶，从而能够减小顶煤裸露的时间和面积。除此之外，为了确保开采的顺利实施，要对原有机采高度进行必要调整，对于此煤矿的情况进行分析可知，在距离煤层底板3 m区域存在稳定性较好的分层，所以可以将原有机采高度调节到2.8 m之下，这样能够最大程度降低对稳定层的破坏，能够降低煤壁片帮。

4 综放综采混合开采技术应用中的问题和应对策略

4.1 综放综采混合开采技术应用的优势和问题分析

综放综采混合开采技术具有较高的先进性，能够对企业创造更大的经济效益，并且只是在现有设备基础上进行升级改造，利用针对性改进措施能够实现全新的开采模式。此种方式无需投入大量资金在设备改造方面，并且所采用的设备能耗相对较低，对于有效降低煤矿开采成本是非常有益的，能够帮助企业获取更大经济收益。另外，综放综采混合开采技术的应用不但能够满足煤矿企业生产方面的需要，同时也能够提升煤矿资源开采的充分性，提升资源的利用率。综放综采混合开采技术能够发挥作用和价值的根本在于利用全新设备，若是煤矿没有对设备进行及时更新升级就无法发挥出此技术的优势，无法保证生产效率达到设定效果。另外，在此技术应用过程中，资金投入不足也是影响其发挥价值的关键因素。从另一个角度来看也说明了企业没有制定明确的发展规划，管理人员技术创新意识不足，这就影响到了资金方面的投入以及技术升级改造的决心。另外，缺少专业能力较强、综合素质较高的技术人员也限制了此技术作用的发挥，无法对此技术的应用进行有效指导，这些都会造成综放综采混合开采技术发挥不出充分的作用[3]。

4.2 煤矿开采中综放综采混合开采技术应用的相关对策

对于现代煤矿企业来说，想要在激烈的市场竞争中更好的发展，要进一步增强技术的升级改造，通过合理的资金投入来对设备进行更新，同时要进行有效的人才管控，通过多方措施的有效结合才可以最大程度提升生产效率，企业的管理人员要充分意识到这些措施的重要性，将其有效落实，推动企业发展。

第一，加大技术投入，保持设备以及工艺的先进性。综放综采混合开采技术并非一成不变，而是要按照煤矿企业所面临的工作环境变化以及矿脉分布变化不断升级调整的。不同采煤企业所面临的生产环境都是不同的，要按照自身具体情况进行技术升级改造，可以采取分层开采、分层叠加、集中采掘等不同工艺措施来提升煤矿开采效率以及设备使用效率。总的来说，煤矿企业需要不断加大技术投入，在确保技术应用合理、安全、高效的基础上进一步增强技术创新。对于综放综采混合开采技术来说，其最为关键的优势就在于工艺和设备的先进性，很多企业在具体开采过程中更加关注的是运输设备、支架等设备自身问题，对于设备的维护和更新升级重视不足，无法充分发挥出技术方面的优势。针对此问题，相关工作人员要加强设备的监控以及维保，要充分明确设备所处运行状态，要设定出较为明确的技术判定标准。若是正常运行时设备可以满足生产实际需求，但是出现突然的减产或者效率降低等问题，那么要第一时间判定设备运行状态，判定其是否要进行维保，或者是判定其是否达到淘汰标准，将其作为更新改造的依据[4]。第二，加大资金方面的投入力度。综放综采混合开采技术应用过程中会消耗非常大的资金，所以煤矿企业要根据自身发展规划进行合理的资金投入。对于那些已经进行了设备升级改造的煤矿企业来说，要进一步增强先进设备的研究和创新，最大程度为企业设备升级改造提供充足的资金保障，保证技术创新工作能够顺利实施，为企业长期竞争力提供保障。第三，加强人才的培养。注重人才的培养和引进是保障综放综采混合开采技术持续创新发展的基础。在引入新技术的同时要增强技术人才的培养，同时要定期组织开展系统的培训和考核，最终建立起一支专业技术出众、综合素质较高的人才队伍，确保综放综采混合开采技术的有效应用。