大采高综合机械化采煤工艺技术探析

李铁

摘要：我国整体经济建设的快速发展，人们生活水平的提高，使得我国对于能源的需求与日俱增。随着我国开采范围的不断增加，开采深度也在持续延伸，各种类型的厚煤层越来越多，选择使用大采高开采已经成为了当前综合机械化开采的重要内容。在大采高开采过程中，整个开采工作相对于先前出现了较大的变化，准确把握大采高综采开采技术要点对于提升开采质量较为关键。

关键词：大采高综合机械化;采煤工艺技术

引言

我国经济建设自改革开放发展至今取得的成就和成果离不开各行业的支持和政策的扶持。煤炭，作为我国能源结构的重要组成部分，对当今社会的发展起着重要作用。随着现代科学技术的进步，设备自动化、设备智能化等方面在不断的发展，我国的煤炭开采工艺技术水平也进入了迅速发展的阶段。大采高综合机械化采煤技术的应用对提高生产效率、提升管理水平等都起着重要的作用。

一、大采高综合机械化采煤的发展状况

大采高综采工艺，起始发展于上世界六十年代。开始时受制于设备等因素，应用水平较低，随着我国工业制造能力的提高、煤矿科技的发展，逐步走向成熟。近些年来，随着大量的大功率综采设备与液压支架的使用，这项技术得到了快速发展。

2019年2月4日，国内更是实现了世界首个具有完全自主知识产权的8.8米超大采高智能综采工作面，创造了安全回采323天、生产原煤1000万吨的新纪录。同时创造了装机功率15842千瓦世界第一、综采一次采全高采高8.8米世界第一、设备总重量16679吨世界第一、回采工效1050吨/工世界第一、日最高产量5.84万吨、月最高产量146万吨等多项记录。

但与此同时，大采高综采工艺在实际应用上，仍然有许多矿井对其具体使用条件不了解，与放顶煤综采工艺发生混淆，严重影响煤矿产能、诱发安全隐患。

二、大采高综合机械化采煤的基本特点

相对于一般的综合机械化采煤而言，我们把利用机械将采高为3.5-7.0m之间煤层中煤炭一次性开采出来的工艺称为大采高综合机械化采煤。

1、相对于分层综合机械化采煤相比，具有单位开采量更大、煤炭含矸率更小、开采工序简单、成本较小等优势。同时开采过程中对于环境的污染更小。

2、工作面在开采时需要的支撑保护强度更高，液压支架工作阻力与初撑力一般呈现线性关系，支架的围岩受力以静载为主。

3、由于开采时的采高更大，所以对开采的范围内覆岩破坏程度更大，基本顶的可回转、运动的空间更大，砌体结构距离采场更远。

4、采高更大，更加提高了工作面煤壁片帮的几率。同时片帮、冒顶的联动性更大、支架的稳定性更差，支架围岩系统稳定性的控制难度相对更高。

三、大采高综合机械化采煤的发展趋势

针对于厚煤层的煤炭开采，目前世界上基本都是采用大采高综采技术进行的。同时大规模集中化的生产是煤炭开采的发展方向。为了满足今后煤炭开采工艺的发展趋势，大采高综采设备性能的重要性将越来越大。其一，综采设备的大型化。其二，设备的智能化、自动化。其三，设备的安全性、可靠性。

1、大采高综合机械化采煤设备应向大功率、高牵引速度、大牵引力的方向发展。同时提高工作中的温度控制技术、位置传输与确定技术、故障检测与排除技术等。

2、皮带式传动机需要更加大型化，提高运输能力、提高可靠性。利用新型技术达到动态分析、快速自移机尾等功能。

3、研发大采高综采所需更加强力的液压支架。在其结构、材料、设计、制作工艺等方面进行技术升级，使其有更大的承压能力。

四、大采高综合机械化采煤的选择原则

1、适合的煤层厚度。煤层厚度是我们选用综采工艺时首先应参考的数值。在煤层厚度大于4m，小于14m时，我们可以采用放顶煤综采工艺。当煤层厚度达到14m时，采用放顶煤大采高综采工艺是恰当的，此种工艺煤层最高可达20m。当煤层厚度在20m以上时，我们可选用分层放顶煤采煤法来进行操作。最后，当煤层厚度小于7m时，可采用大采高综合机械化采煤工艺。

2、合适的煤层赋存稳定状态。煤层达到大采高综采需要的厚度时，我们还需要考虑此煤层的赋存状态。如果煤层厚度有很大的变化，赋存不稳定，我们最好选用放顶煤综采工艺。如果强行选用大采高综采工艺分层来开采，则会由于所剩煤层薄厚不均匀，造成局部煤层无法开采，浪费大量煤炭资源。

3、理想的直接顶岩性。综采工艺的选择还需从安全角度考虑直接顶的岩性。若是岩性较软，易破碎，随采随冒几率较大的直接顶，我们在选用采煤工艺时，可以直接选用放顶煤的综采工艺。反之，只有岩性中硬或较硬的，随采随冒较难的直接顶，采煤工作面顶板较好维护，才可适用大采高综采工艺。

4、煤层结构与物理机械性质。煤层的硬度合煤层的结构，对大采高综采工艺的选择影响比较小。只需根据实际情况，科学合理选择适用设备即可。但煤层节理发育情况对采煤工作过程中影响较大。工作面发生片帮的概率会随着节理裂痕的发育而增加。

5、残煤自然与瓦斯量。对于相同产量的工作面，放顶煤综采工艺推进度小，采空区存留残煤量大，冒落裂痕带较高，所有大采高综采工艺要比放顶煤工艺在采空区的自然危险低很多。同时，由于大采高综采工艺比放顶煤工艺推进度大，瓦斯涌出量会更大。

结语

随着当前科学技术水平的日新月异，煤炭开采工艺水平也一定会不断向前进步。大采高综合机械化采煤技术就是在这种情况下诞生的，所以我们要结合现代化的设备，不断完善提高大采高综采工艺的应用水平，使我国煤矿开采的安全、效率进一步提升。

参考文献

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