煤矿井下开采技术

罗凤臣

（七煤集团公司新富煤矿，黑龙江，七台河，154600）

煤矿井下开采技术

罗凤臣

（七煤集团公司新富煤矿，黑龙江，七台河，154600）

先进的采煤方法和工艺为煤矿提供了高产、高效、安全性和高可靠性。介绍了不同硬度条件下应用的开采技术、缓倾斜薄煤层长壁开采技术、放顶煤开采技术及小煤矿开采技术等。

开采技术；长壁开采；放顶煤开采；小煤矿开采

概述

采煤方法及工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革。现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是：使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺；开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井；以提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。

一、不同硬度条件下应用的开采技术

1、硬顶板控制技术。研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。

2、硬厚顶煤控制技术。研究开发埋深浅、支承压力小硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压注水裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。

3、顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术。研制既有利于顶煤破碎和顶板控制，又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。

4、两硬条件下放顶煤开采快速推进技术。研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。

5、5～5.5m 宽煤巷锚杆支护技术。宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机的应用，促进工作面的高产高效。

二、缓倾斜薄煤层长壁开采

主要研究开发体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机及刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术；缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度，加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。

三、各种综采高产高效设备保障系统

要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架一围岩”系统及采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架一围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的枪测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油一磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。优化巷道布置，减少矸百排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为同标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配；研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术。目前应用的高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术工艺复杂，成本高，因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这问题。

四、支护与放顶煤开采有机结合

1、放顶煤开采岩层和支架一围岩相瓦作用机理。研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架一顶煤一直接顶一基本顶相互作用关系；运用离散元等方法研究顶煤放落规律，提出放煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。

2、支护质量和顶板动态监测技术。在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面，应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测，同时不断完善现有的临测技术，发展智能化监测系统，改进监测仪表，使监测仪表向直观、轻便、小化方向发展。

3、冲击地压的预测和防治。通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理，进一步完善冲击性矿压现监测系统，发展遥控测量和预报技术，完善冲击性矿压综合防治措施的优化，选择专家系统。

4、研究开发新型的支护设备。研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架，完善液支架性能和快速移架系统，开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱，厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。

五、小煤矿开采技术

小煤矿技术改造和机械化开采技术实施国家关闭小煤矿，淘汰落后生产技术和生产设备，提高平均单井规模的技术政策，开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备，改进小煤矿的采煤方法和开采工艺，提高采煤工作面的单产和工效；提高小煤矿的顶底板控制技术水平，最大限度减少顶底板事故率。

TU482

1674-3954（2011）03-0333-01