煤矿综采面高效机械化充填开采技术及应用

煤矿综采面高效机械化充填开采技术及应用
发布时间：2021-11-08T07:22:51.003Z 来源：《防护工程》2021年22期作者：张亚伟
[导读] 如何实现煤矿的安全高效开采，是煤矿企业所需要关注的重要问题。

山东丰源远航煤业有限公司北徐楼煤矿山东枣庄 277100
摘要：煤矿作为支撑我国经济发展的重要资源之一，实现绿色开采已经成为当前保证煤矿资源可持续发展的重要手段。

煤矿充填开采技术有效融入了可持续发展的理念，将其应用于煤矿综采面作业中，可大大提高煤矿资源的利用率。

特别是在机械化设备不断发展的今天，充填开采技术的机械化水平也得到了大幅度提升，为综采工作面的废弃物回收开辟了新途径，有效改善了传统采煤技术对环境造成的影响，这对于促进煤矿资源实现经济效益和社会效益最大化具有重要意义。

关键词：综采面；高效机械化；充填开采技术
引言
如何实现煤矿的安全高效开采，是煤矿企业所需要关注的重要问题。

煤矿综合机械化采煤技术的出现为煤矿开采提供了最优的解决方案，不仅大幅度提高了煤矿开采的效率，还大大保证了开采的安全性，值得进行深入研究。

综合机械化采煤技术的主要特点是使用液压支架进行煤层顶板管理，大大提高了管理的效率和质量。

为此，需要深刻认识到煤矿综合机械化采煤技术的特点及实现的关键。

1 充填开采技术的分类
（1）膏体充填开采技术。

利用相关工艺对采煤作业中产生的固体废旧物进行处理，使其和水、胶结料进行搅拌混合，形成膏状胶结浆体，并通过特定的管路将其输送到综采面。

（2）煤矸石填充采煤技术。

矸石填充技术需要借助外界动力，比如通过风力、机械设备、人工手段等将充填材料输送到采空区，其中利用机械设备实施矸石采煤的整体效率较高，比普通矸石充填系统更具有适用性，多用于有一定倾斜角度的薄中层普采或炮采工作面中。

（3）高水材料充填开采技术。

在充填开采技术中，高水材料作为一种新型的快速胶凝材料，具有流动性强、强度高、凝结速度快等优点，可以将其和水迅速凝结成固体，并且该固体的强度和承载力都处于较高水平，能很好地保证充填效果。

（4）水砂充填开采技术。

该技术手段所用到的充填材料主要是水和尾砂，通过水力作用将充填尾砂输送到采空区，并使其和水在采空区形成一种水砂悬浮溶剂，在经过脱水处理后，可以变成承载力较高的充填体，从而保证综采面的充填效果。

2 综采自动化采煤技术的应用优势
随着社会的不断向前发展，一些浅显区域的煤矿资源基本上已经被人们充分开发和应用，因此，要想进一步提高煤炭资源的开采效率，必须要向地层更深处开发，以此获取更多的煤矿资源。

但是，随着开采深度的不断增加，所遇到的地层条件也越来越复杂，进而对煤矿开采技术提出了更高的要求。

综采自动化采煤技术的有效应用，可以应对一些比较复杂和恶劣的地下环境，可以在地层更深处进行自动化采煤工作。

通过该项技术的有效使用，不仅可以保证整个煤矿开采工作的顺利进行，还可以进一步保证开采工作人员的人身安全。

无人开采和系统检测等各项功能的实施，可以为相关技术人员提供更加安全的工作环境和便利的操作，保证地层深处煤矿资源开采工作的顺利开展。

工作人员可以在地面通过遥控设备对采煤机进行实时监控，同时对采煤过程中周围环境的变化情况进行实质性了解，如果发现危险可以及时提出并撤出井下工作人员，防止严重的采煤安全事故发生。

3 煤矿综采面高效机械化充填开采技术及应用
3.1 空场采矿工艺技术
空场采矿工艺技术已经在长期的发展过程中逐渐完善，在我国的煤矿开采中有着十分广泛的应用，并且能够起到很好的开采效果，通常用作于煤矿回采作业。

空场采矿工艺技术在应用过程中无须过多的前期投入，并且操作简单、开采效率高，是众多煤矿企业所选择的通用开采工艺之一。

在实际开采之前，工作人员一定要对采矿区域的地质结构进行全面勘察，并对煤层的分布情况进行细化分析，然后以回采的方式进行原煤开采。

空场采矿工艺技术在开采过程中需要回填采空区，因此可在最大程度上保证采矿安全性。

但是，空场采矿工艺技术在应用过程中也有一定缺陷，例如：无法获得更加精准的煤层分布情况，会在开采过程中导致矿区空间与矿柱的比例分布失衡；在回收矿柱时，过大的爆破力也会对岩层的稳定性产生一定影响。

这也就要求煤矿企业在开采过程中必须结合采矿区的实际情况，编制出更加完善的空场采矿工艺施工方案。

3.2 复杂环境下的综采技术应用
在一些复杂的矿层环境下，综采技术的运用至关重要，在开采作业正式开展前，需要对矿层的地质信息进行全面评估，针对其地质信息进行开采技术和方案的选择，从而确保开采作业的效率与质量。

①复合顶底板综采技术。

为了能够避免顶板不稳定或巷道存在底鼓等问题，需要科学选择液压支架，避免支架深陷泥岩之中。

②浅埋煤层高效推进工作面技术。

某矿区煤层在80～150m之间，通过6LS-06型采煤机开展采集作业，并运用液压支架高效推进工作面，平均每日推进20个循环以上，每日产煤量达到了2万吨。

这一技术的应用也有效降低了
工作面压力，实现顶板的有效控制，提高采煤的安全开展。

③急倾斜煤层开采技术。

针对急倾斜煤层来说，这一类型的煤矿需要不断优化回采工艺，改进技术设备，从而加强支架的稳定性，而且还要优化巷道的设计规划以及设备的现场布设、人员的合理配置等。

只有这样才能确保综采技术的应用效果，保证急倾斜煤层能够有序化开展开采作业。

④富含水层工作面回采技术。

通过泄水眼和振动筛煤水分离以及排水站等设施实现富含水层工作面的快速回采作业，并且有效规避了开采期间可能出现的水害问题，提高煤矿开采作业的安全性与综合效益。

3.3 机械化采矿
在煤矿采矿技术中，机械化采煤是最为常用的技术之一，采煤人员按照实际工作环境和模式，主要分为露天开采、地下开采两类。

对于露天开采，必须及时清除矿体表面岩石、泥土，合理选择机器，按照由上至下的顺序开采。

通过机械化采矿，可提升采煤效率，防止损害自然环境。

同时，随着科学技术日益发展，机械化开采工艺不断更新，机械化开采是未来煤矿开采的重要发展方向，通过机械化的综合技术，实现采煤集中化、自动化控制。

通过计算机、视频监控等技术，可有效控制开采流程。

3.4 液压支架控制工作
在煤矿开采工作中，液压支架是非常重要的安全支撑结构。

需要通过电液控制系统保证各个工作环节控制工作的有效落实。

但是，在实际的开采工作中，综采自动化采煤技术的应用，对电液控制系统控制器的工作性能要求不断提高。

在具体的开采工作中，采煤机是其中主要的工作设备之一。

液压系统的使用可以保证采煤设备的顺利推进和工作，同时，其工作时也必须要符合采煤工作流程的相关控制要求。

在系统联动工作中，相关工作人员必须要对其中的各项数据信息进行有效协调，确保数据信息设置的科学性和合理性。

另外，要落实好后续煤矿开采工作所产生的联动效应，以进一步提高综采自动化采煤技术的自动化控制功能和效果，保证采煤机工作的整体安全性和稳定性，实现整个煤矿开采工作的顺利进行。

结束语
综上所述，从煤矿资源长远发展的角度来说，机械化充填开采技术的应用是一种必然趋势。

目前我国煤矿资源整体分布不均，西部地区的煤矿资源虽然较为丰富，但由于所处的地质地形环境较为复杂，整体开采难度大，而充填开采技术的应用能有效提高开采效率，改善当前开采作业中存在的难题，从而促进煤矿资源的可持续发展，创造更持久的社会效益。

参考文献：
[1]杨希太 . 综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷技术的实践[J]. 山东煤炭科技，2020，No.243（11）：80-82.
[2]宁永锁.我国综合机械化采煤技术装备发展现状及发展趋势[J].当代化工研究，2020（6）：4-5.。