厚煤層開采技術現(xiàn)狀及面臨問題探討

張吉祥

摘要：隨著開采煤層厚度的加深和煤礦開采強度的增加，厚煤層開采也遇到了一些問題等著我們去解決。本文將圍繞厚煤層開采技術現(xiàn)狀及問題的解決方法展開分析。

關鍵詞：厚煤層；開采技術；開采現(xiàn)狀；問題分析

1 厚煤層的概述

眾所周知，我國是人口眾多，是煤礦的消費大國，煤礦在我國的能源中占有著舉足輕重的地位，甚至可以毫不夸張的說它的地位是不可替代的。雖然我國現(xiàn)有的煤炭的儲量相對于其他國家來說是豐富的，但是厚度在3.5米以上的厚煤層占據(jù)了將近一半的比例，這給我國的煤礦開采帶來了巨大的挑戰(zhàn)。據(jù)《中國煤田地質學》的劃分，我國的煤層單層厚度大概有五類，以8米作為厚煤層的起點。我國的大采高綜合技術可以開采到煤層厚度的7米到8米之間，綜放技術可以開采到煤層厚度的20米左右，所以也有一些文獻提出了巨厚煤層這一名詞，他們將那些超過40米厚度的單層煤稱之為巨厚煤層。所以研究好厚煤層的開采技術對我國的煤礦開采起著至關重要的作用，我們必須予以高度的重視。

2 厚煤層開采技術現(xiàn)狀

近些年來，由西方工業(yè)化國家對煤炭能源的高需求促進了厚煤層開采技術的發(fā)展與進步。由于科學技術的進步，大采高開采也變得越來越成熟，厚煤層的開采經(jīng)歷了由分層開采、放頂煤開采最后到大采高開采三個階段。根據(jù)具體的煤層條件選用合適的開采方法使煤炭資源回收率和開采效益最大化，充分尊重大自然做到與自然環(huán)境和諧相處，是我國厚煤層開采需要面臨的關鍵問題。新疆地區(qū)土地面積過大而居民居住密度又相對較大，礦區(qū)大多遠離居民點；再加上新疆相對惡劣的自然環(huán)境，也導致了交通不是十分的便利，因此煤炭資源長期沒有得到很好的開發(fā)與利用。雖然我國現(xiàn)有的煤炭的儲量相對于其他國家來說是豐富的，但是厚度在3.5米以上的厚煤層占據(jù)了將近一半的比例，這給我國的煤礦開采帶來了巨大的挑戰(zhàn)。而我國的厚煤層煤礦大多數(shù)分布在新疆地區(qū)，新疆地區(qū)的煤層厚度甚至有的達到了40米以上。這些問題都給煤礦的開采帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

3 厚煤層需解決的關鍵問題

厚煤層急需解決的關鍵問題就是煤炭資源的回收率較低。雖然厚煤層的儲煤量是非常巨大的，但是過厚的煤層厚度也給開采帶來了非常大的難度，造成了一些煤炭的損失與浪費。第一，就是煤礦厚度的損失，無論是大采高開采還是分層開采，都很難避免浪費完完整整地開采出厚煤層的全部厚度。采用大采高開采的時候，煤層的厚度不一定吻合大采高的開采高度，就算開采高度與煤層厚度相符了，一旦工作人員操作不嫻熟或者端面與煤壁冒漏也會降低工作面的采高，造成煤層厚度的損失；采用分層開采的時候，煤層的各個分層的劃分會在一定程度上造成煤層厚度的損失。第二，放煤厚度的損失，就目前的技術來說初未采和工作面兩端的頂煤損失還是很難解決的問題，尤其是工作面兩端的頂煤的損失還是非常大的，雖然通過適當?shù)姆琶汗に嚳梢詼p小一小小部分的損失，但是其實很難很好地控制煤炭的損失量。這可能與頂煤的厚度和流動性有關，所以我們就要著重研究放頂煤開采方法適合開采哪類煤礦。

第三，區(qū)段煤柱損失，區(qū)段煤柱損失是厚煤層開采中煤炭損失的主要損失部分。由于分層開采是需要上下分層的，在進行區(qū)段巷道布置與支護時必須要預會留出一些煤柱，這就造成了不可避免的浪費，如何回收這部分煤柱資源是我們急需解決的問題。無論是放頂煤開采還是大采高開采，都會不可避免地形成全煤巷道，全煤港道也是需要支撐的。在實際的應用中，尤其是工作面回采過程中，巷道是非常容易出現(xiàn)變形這種情況的，這給維護也帶來了一定的難度。我們可以通過增加工作面長度、減小區(qū)段煤柱寬度和進行科學支護來減小區(qū)段煤柱損失，這是有效可行的解決方法之一。

第四，也是最重要的就是瓦斯防治技術。厚煤層的開采給瓦斯防治帶來了許多的困難，有些厚煤層開采強度大、煤巖卸壓范圍大的也會造成工作面瓦斯超過限制，工作面高度大，容易向采空區(qū)漏風，一旦工作面端頭漏風現(xiàn)象比較嚴重就容易引起采空區(qū)浮煤自燃，也就是我們平時說的瓦斯爆炸問題，因此我特別提出要嚴格加強研究瓦斯涌出的規(guī)律和防治技術的力度。

第五，架型確定問題，一次采高大，放頂煤開采時，頂煤厚度大，這就給架型確定帶來了新的問題，在一次采高顯著增大后，頂板壓力，支架工作阻力確定沒有可靠的理論可以采用。所以在這種情況下發(fā)生了多起支架事故。

4 技術設備措施

采空區(qū)間隨著采高的增加而增加，這就會導致煤壁片幫或者局部冒頂?shù)牡V壓顯現(xiàn)規(guī)律。通常我們是這樣解決這個問題的：首先近視控制好初采的高度問題，一般情況下的開切高度在3.5米以下，并保持與初采高度一致。其次是防治煤壁片幫，用快硬膨脹水泥尼龍繩或玻璃鋼等加固煤壁，保持提高液壓支架的初支撐力和工作阻力，減小頂板下沉量。最后是牢固液壓支架，當出現(xiàn)冒頂?shù)臅r候，要及時填充冒頂空間，防止支架上出現(xiàn)空頂?shù)那闆r；用千斤頂將工作面排頭和排尾的支架錨固住，防止支架不穩(wěn)固；工作面傾角大的時候，要用專用端頭支架，來實現(xiàn)自移等功能。

5 厚煤層開采的發(fā)展方向

我國雖然在煤礦開采方面起步比較晚，但是通過大家近三十年來的不懈努力，近幾年來我國煤礦還是給國內經(jīng)濟帶來了比較不錯的效果。雖然我國的科學技術在日益發(fā)展進步，但是大采高綜采設備仍然不是那么完善，它不僅受材料的限制，還受設計制造水平等條件的限制，導致他在工作可靠性和技術性能方面，差國際先進水平一大截，所以我們現(xiàn)在煤礦使用的高端煤炭生產裝備幾乎都是由國外廠商所生產的。雖然近三十年來，我國在陽泉、邢臺、雙鴨山、西山、兗州、鐵法、棗莊等礦區(qū)推廣了大采高采礦技術，并且目前已取得了很大的進步。現(xiàn)在是機械化的時代，為了順應時代的發(fā)展與進步，我們大量采用機械法采煤，目前電牽引采煤機、重型刮板輸送機、多點驅動大運力帶式輸送機和電液控制強力液壓支架等具有較先進技術水平的大功率的并且擁有獨立知識產權的設備已經(jīng)被國內綜采設備科研設計和制造企業(yè)已研制并開發(fā)出，這些配套設施在適宜的礦井條件下，可實現(xiàn)年產超過300萬噸以上的煤產量。但是這種設備和澳大利亞或者美國等發(fā)達國家的那種綜采工作面全部采用計算機網(wǎng)絡化自動化控制技術的設備是無法相比的，他們的平均生產能力是我們平均生產力的兩倍，我國在綜機制造業(yè)上和國際水平的差距，正是今后我國大采高綜采設備發(fā)展所需要彌補的。

6 結束語

厚煤層對于實現(xiàn)我國煤礦的高產高效開采起著至關重要的作用。隨著科學技術的日益進步，我國的厚煤層開采的裝備和技術都取得了長足的進展與進步，并且現(xiàn)在我們所掌握的技術已經(jīng)處于國際領先水平。我國的放頂煤開采技術和大采高開采技術都為我國的煤炭開采做出了很大貢獻，但是隨著煤層厚度的增加，厚煤層開采也遇到了一些急需解決的問題，比如提高煤炭資源回收率、瓦斯防治技術等問題，這些問題都在等待著我們去解決。

參考文獻

[1]王家臣.我國綜放開采技術及其深層次發(fā)展問題的探討[J]. 山東煤炭科術，2015（01）.

[2]王家臣，范志忠.厚煤層煤與瓦斯共采的關鍵問題[J].科學與財富，2017（02）.

（作者單位：山東魯泰控股集團有限公司鹿洼煤礦）