论煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用

王瑞

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.山西焦煤投资公司岚县正利煤业，山西吕梁033000）

论煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用

王瑞

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.山西焦煤投资公司岚县正利煤业，山西吕梁033000）

对矿区厚煤层开采进行概述,浅析综采技术与设备在厚层煤中的使用,分析煤矿综采技术的发展和应用。

煤矿；综采技术；厚煤层；开采应用

引言

在国内厚煤层开采中，受技术、设备与安全问题影响，尤其是地质环境复杂的厚煤层，压力大、断层多，回采率与开采安全系数较低，所以严重制约着煤矿技术的推广与应用。将综采技术应用到厚煤层开采中有很多优势，不仅能提高煤层开采率，对改善煤矿开采安全性也有很大作用。因此，在资源需求不断增加的当下，必须做好煤矿综采技术探讨工作。

1 矿区厚煤层开采的概述

1.1 煤层情况

某煤矿的工作面标高为1 084～1 129m，水平面标高为1 200～1 335m，该工作面处在三道沟井田首个采区的西北地带，对应的西边为大石公路、红石崖沟，自切眼往南的1 288～1 345m横穿整个工作面。其中，可采长度与倾斜长度分别为2 980m与295m，综采面积达到879 100m2，厚度在6.05～6.65m间，煤层中下方厚度在0.05～0.20m间，岩性是褐黄色泥岩，硬度偏小，结构呈条带状，层状构造[1]。

1.2 布置开采巷道

在特厚煤开采中，对巷道开采的布置主要体现在沿着煤层倾向对煤矿综采进行布置，工作面则顺着煤层进行布置，工作面需要布置回风顺槽与胶运顺槽。其中，胶运顺槽更多的是针对运输煤炭中，兼任进风顺槽的功能，其中行人宽度为3m，物料运输的车辆利用胶运顺槽的2号联进出，或者作为胶运顺槽进行物料运输，铺运顺槽针对的是辅助运输和回风顺槽。一般情况下，辅运顺槽与胶运顺槽间隔50m会设置一倒车硐室[2]。

2 综采技术与设备在厚层煤中的使用

2.1 综采技术的应用

综采技术作为开采煤炭资源的核心技术，它对于厚煤层开采发挥了重大价值。在厚煤层开采中会涉及预煤压支架、弱化顶煤、减沉注浆技术等。

放顶煤技术作为国内特厚煤层与厚煤层资源开采应用较广的技术，它属于一次性开采，具有降耗节能与提高厚煤层煤炭资源回采成果的功能。在开采厚煤层资源前，将顶煤弱化技术应用其中，必须整合预煤期间的弱化规律，承受压力前，充分利用爆破技术，弱化厚煤层顶煤完整性，同时改变顶煤的力学特性与整体结构，减小顶煤整体性强度。因为顶煤支架自身作用与破煤效果，对顶煤支架具有支撑效果，最终有效控制厚煤层顶端活动[3]。

在顶煤压支架技术中，通过一系列的研究与调查发现：在煤炭资源开采中，开采厚煤层还存在诸多问题，如开采厚煤层时，机械化应用水平不够，采煤安全性与经济效益不够，对于此类问题，厚煤层开采必须对开采技术进行深入的分析，通过运用放顶煤支架，在现实中取得很好的成果。将放顶煤液压支架应用到厚煤层中，拥有很好的引用价值，通过科学技术，得到相对全面、综合的信息资料，有效控制厚煤层中的围岩与顶煤。同时对厚煤层资源开采与应用发挥支撑功能。该支架拥有齐全的长侧护板、顶梁与内伸缩梁，端面顶端则是全封闭的。在现实采煤工作中，厚煤层过煤领域不会由于采煤高度对顶梁状态、采煤高度产生影响。支架后方的掩护梁属于弯曲的设计，它不仅能减小支架顶板与破碎顶煤间的干扰，还能加大特厚煤层煤矿资源回收功能，在有效应用支架伸缩功能的同时，调整顶梁工作状态[4]。

在开采地下煤层时，岩层上通常会覆盖新煤，生成垮落的冒落带，而另一部分则在煤层中生成沉离带。开采煤矿后，煤层地下领域势必会影响原始平衡。针对这种状态，如果填充移动岩层，可以阻挡向上发展的岩层，降低对地表的不利影响，即：减沉注浆技术，它在厚煤层开采中发挥着压实与支撑功能，以减少岩层对地表构成的威胁，从源头上控制不良影响。支撑作用主要展现在：对于地面钻孔，先让混合浆液进入岩层高压，借助水的作用，输送填充物，然后再运到隔离层，沉淀填充物，以此改善填充物的密实度与体积，这样才能让煤层支撑作用得到发挥。

2.2 综采设备的应用

在厚煤层开采中，所用的综采技术包含各种内容，如分层、一次采全与放顶机械化技术等。从当前的厚煤层开采情况来看：使用较多的是一次采全机械化综采，当然综采设备必须满足对应的要求，在确保采煤高产、高效的同时，选择恰当的综采设备。在厚煤层开采中，采煤机作为基础设施，它对采煤机有重大影响。在现实开采中，可以通过遥控技术控制采煤机，以满足25～30m的采煤要求。同时，在应用采煤机时，必须在45°区域设置挡煤板。为了符合采煤机截割深度，可以结合现实情况延伸支架顶梁，避免工作面板发生冒顶等情况。另外，还必须注意怎样把互帮装置放到液压支架上，通常互帮高度控制在800mm左右，条件允许时还可以进行二级护帮安装。为符合2.5～5.3m的高度要求，支架后方应抬高通道。刮板输送机牵引形式与外形大小使用配套采煤机，确保工作面与长度相似，尤其是输送能力必须符合采煤要求[5]。

3 煤矿综采技术的发展

随着煤矿安全要求的提高，无人自动化技术成为保障煤矿开采安全的重要方式，正在被各级煤矿企业关注。无人自动化技术作为前沿技术，开采理论、技术与装备将面向智能化与机械化等方向发展。

3.1 三机自动控制

采煤机作为无人工作设备的重要部分，自动控制系统包含自动导航与自主定位系统，采煤机能否精确、高速地定位是采煤机能否自动控制的重心。液压支架电液控制作为当前先进的控制形式，它集中了多种技术，对实现随机联动与自动控制具有重要影响。新型智能刮板输送机是世界刮板的代表，对实现自动控制与推移具有重要作用。

3.2 三机工况检查与诊断

三机工况自动检测和故障诊断是三机能否实现的关键，目前采煤机智能检测水平已经趋于成熟，通过各种自动调链与驱动装置，对工况进行检测，使用ACTS、CST与工况监测，不断向智能方向靠近，最终实现事故小、功率大、安全运行的目的。

3.3 灾害预报

在厚煤层开采中，工作面面临着自动检测和预报系统，利用传感器对顶底板岩、煤层厚度与空间分布进行掌控；及时把监测信息上传给控制中心，结合预测软件与地质信息进行处理，以确保工作面生产效率，同时也避免了不必要的工作事故。综采、综掘对于综合监测的发展，为无人自动预测提供了很好的条件。

3.4 采煤-环境系统

采煤-环境的模型为厚煤层开采提供了很好的安全保障，利用各种先进技术，确保无人工作区间的可靠性与高效性。该系统不仅能判别周边环境与机电设施的运行情况，还能实时收集数据，对其进行预测、分析与诊断，从而让机电设施始终处在最好的状态与空间。

4 结语

从当前的煤矿开采情况来看：厚煤层开采面临很多问题，为了确保煤矿开采安全与质量，除了要做好综采技术探讨与研究工作，还必须整合综采技术特性，科学应用相关设备，结合应用技巧，让综采设备最大程度地发挥价值，这样才能为厚煤层开采打下基础，最后为经济建设提供更好的服务。

[1]邓中举.大采高长壁综采技术在厚煤层开采中的应用[J].中州煤炭,2012(7):81-83.

[2]王秋红.刍议煤矿综采的技术与装备及在厚煤层开采中的应用[J].中国新技术新产品,2012(18):98.

[3]孙强.综采技术和装备在厚煤层开采中的应用[J].中国高新技术企业,2014(22):29-31.

[4]王乃足.探析厚煤层开采中煤矿综采技术和装备的应用[J].中国新技术新产品,2014(14):52.

[5]赖恭鹏.论煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用[J].技术与市场, 2015(5):204.

（编辑：贾娟）

App lication on Com prehensive Coal M ining Technology in Thick Seam

W ang Rui
(1.School of M ines of Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi030024; 2.Zhengli Coal Industry of ShanxiCoking Investment Company,Lvliang Shanxi033000)

Themining thick coal seam mining are summarized,and analyses the fully mechanized technology and equipment used in thick coal layer,analysis the developmentand application of coalmine fullymechanized technology.

coalmine;comprehensive coalmining;thick seam;mining application

TD823.97

A

2095-0748(2016)16-0058-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.16.25

2016-07-03

王瑞（1988—），男，山西吕梁人，毕业于湖南工业大学计算机科学与技术学院，助理工程师，现就职于岚县正利煤业生产科，主要从事综合机械化采煤工作。