1、24/矿业装备 MINING EQUIPMENT工 艺0 引言在煤矿开采中，受采煤技术、地质水文条件等各方面因素的影响，存在着一定的资源浪费问题和生产安全问题。新的发展环境下，社会对于煤炭资源的需求量不断增长，而煤炭的开采也逐渐进入到了深层化阶段，开采难度大大增加，面对的地质条件也更加复杂，传统开采技术暴露出的问题越来越多，需要借助采矿新技术来提高开采作业的效率。1 近距离煤层开采特点近距离煤层指煤层群的层间距离相对较小，在进行开采时，上下煤层之间容易产生相互影响，开采难度较大。对于近距离下层煤而言，因为受到上部煤层开采的影响，煤层顶板会受到破坏，顶板结构的变化使得其开采工作变得越发复杂。相比
2、一般的煤层，近距离下层煤开采中，支架与顶板之间的控制关系、回采巷道的支护方式以及安全防护措施等都会有所差异，尤其是在使用长壁式采煤法对煤层进行开采的情况下，受上层煤开采的影响，下层煤的工作面以及巷道顶板容易出现破坏，从而引发冒顶、漏顶等问题，影响矿井的生产安全1。常规开采中，对于近距离煤层的开采，通常都会选择以下三种开采方法：第一，单一煤层分层开采，先完成一层煤层的开采工作，然后对其他煤层进行开采。但是这样的开采方式存在一个很大的问题，就是成本偏高，不单单是设备的维护成本，还包括了巷道的掘进成本，而且上一煤层的开采率相对较低，并不能解决煤矿接续紧张的问题。第二，次采全高开采，将上下两个煤层当成
3、一个煤层同时开采，开采工艺相对简单，煤炭产量可以得到保障，而且回采率较高。不过，开采过程的消耗巨大，开采出的原煤中混杂有大量的岩石，导致了运输成本的提高，采空面的回填也比较复杂。第三，联合准备开采，在需要对近距离煤层进行开采时，做好相应的准备工作，确保能够在同一时间完成开采工作面的布置，考虑安全问题的前提下，实现错距同时推进，以此来实现开采效率和开采效果的提高。2 近距离下层煤开采中的采矿新技术煤矿开采本身有着极高的危险性，而传统人力开采的方式会导致危险性的增大。对于近距离煤层的开采而言，其下部煤层在开采之前，已经受到了上部煤层开采的影响，顶板出现了不同程度的损伤，而且上层煤开采后残留的煤柱会
4、导致底板压力的过度集中，引发下层煤顶板结构及应力条件的变化，进一步增大了开采的难度2。基于此，在下层煤开采中应用采矿新技术也就显得十分必要。现阶段，近距离下层煤开采中的采矿新技术包括以下几个方面。2.1 硬顶板/硬顶煤技术硬顶板技术是一种基于埋深控制和低压控制的开采技术，其基本原理是借助岩层定向水力压裂作用以及倾采矿新技术在近距离下层煤开采中的运用赵丙珍（山西铺龙湾煤业有限公司，山西大同 037104）摘要：以科学技术的飞速发展为依托，越来越多的采矿技术得以涌现，例如在近距离下层煤的开采中，也提出了一些新的采矿技术。从这些技术应用实例中，可以看出在合理应用采矿新技术的情况下，下层煤开采的效率提
5、高，挖掘量减少，巷道的支护成本降低，同时也能够在很大程度上保障生产的安全性，因而这些技术具有良好的社会效益和经济效益。关键词：近距离下层煤；采矿新技术；应用实例2023.7 矿业装备/25斜顶板作用来对煤层进行开采，可以实现“随时随采随冒”。硬顶煤技术包含了多种不同的技术形式，如高压注水压裂技术、顶煤深孔爆破技术等，以先进的技术为支撑，可以切实保障煤矿开采作业的安全性，促进开采效率的提高。2.2 深层井开采技术深层井开采技术可以有效避免煤层冲击地压以及瓦斯等问题，而在对技术进行应用时，应该关注几个方面的问题：第一，应该做好对于深井场地周边环境的全面检测。第二，对围岩状态进行分析，确定好应力场的
6、分布情况。第三，做好深井开采环节的热害处理，配合冲击地压防治技术、深井巷道掘进技术等，保障深井开采技术的应用效果3。2.3 伪倾斜柔性掩护支架技术通过对工作面倾斜角度的调节，实现近距离下层煤开采的技术应用简单，不过也存在着开采工作面长、掘进速度缓慢的问题。因此，在实际应用中，需要做好工作面与采空面的隔离，营造出良好的工作环境，降低作业人员的工作量。该技术的应用与煤层倾斜角度存在密切关联，如果煤层本身的坡度较小，稳定性好，则采煤工作会变得比较简单。在进行回采的过程中，需要连接支架，对不需要设置支架的区域及时进行处理，为后续的开采作业提供良好支撑。2.4 炮采放顶采煤技术炮采放顶采煤技术在实际应用
7、中可以分为三种。2.4.1 型钢梁放顶采煤技术该技术基本原理是利用型钢梁和液压单柱，来实现对于顶煤的有效支护，一般被应用在煤层结构稳定欠缺，又或者机械设备安装困难的区域。技术本身对于设备的要求不高，也能实现与人工作业的灵活搭配，避免资源浪费问题。不过技术的操作存在一定的复杂性，要求作业人员具备良好的协作能力4。2.4.2 滑移支架放顶采煤技术该技术基本原理是利用前后梁配合弹簧钢进行房顶支护，在梁体上安装有尾梁和挑梁，安装手段灵活，可以实现自由移动，拆卸快捷，能够显著降低采煤成本。当然，该技术在实际应用中，也存在着支撑力相对较小、设备稳定性无法保障等问题，需要技术人员做好研究和改进工作。2.4.
8、3 小阶段爆破落煤采煤技术该技术基本原理是将区段内的煤体分成多个小型区段进行开采，开采过程具有无人员、无支护、无设备的特点。小阶段爆破落煤采煤法适用于开采倾角超过 40，厚度在 3.57.5m，同时顶板和底板不容易发生滑落的不规则煤层，要求煤层中瓦斯的含量较低。对比其他开采技术，小阶段爆破落煤采煤技术的特点包括：安全性好、工效高、回采工艺简单、不过回采率相对较低、通风系统复杂、通风流的分配难度较大。在实际操作中，可以使用煤电钻，在小平巷内打眼爆破，每个区段的炮眼都需要一次打眼一次起爆。顶板方面应该沿回采工作面推进方向，每隔 30m 留出 5m 切顶煤柱，平巷与回风平巷内做好 20m 超前支护。
9、2.5 分阶段爆破采煤技术分阶段爆破采煤技术是将煤层划分成若干小区段进行开采，不需要设置支护，甚至不需要人员和设备参与开采作业。该技术应用的安全性好，可以显著降低安全事故发生的概率。而在进行回采时，也只需要简单的操作就能完成相关工作，工作的效率可以得到显著提升。不过，分阶段爆破采煤技术存在着回采率较低的问题，会在一定程度上影响煤矿的开采量，也需要更加完善更加复杂的井下通风系统，而且可能影响通风量的合理分配，加大煤矿开采的难度。大量的实践经验表明，分阶段爆破采煤技术适用于地质条件相对复杂，不需要进行多次回采的煤层，可以在提高开采效率的同时，降低采煤成本5。2.6 刨煤机采煤技术刨煤机采煤技术的应
10、用可以显著提升煤矿开采的效率，在面对中等厚度煤层或者薄煤层时有着良好的应用效果。相比较其他采煤技术，刨煤机采煤技术在实际应用中，系统整体结构简单，主要是利用无极绳作为牵引，使得刨煤机能够沿预先设置好的轨道，从工作面端头开始滑行，完成对于煤层的切割工作。刨煤机采煤技术的应用不需要专业人员进行看护，因此可以有效降低人工成本。另外，通过自动化系统对于刨煤机支架的控制，可以显著提升煤矿开采的自动化和数字化水平，开采作业的安全性能够得到保障。实际作业环节，刨煤机的切割速度能够达到 3m/s，切割功率通常为 2400kW，每一刀的掘进量约为 250mm。在合理利用刨煤机进行采煤作业的情况下，煤层的开采效率
11、得到了显著提升，开采出的煤炭质量更高，开采成本也更加低廉。相比其他采煤技术，刨煤机采煤技术有着更大的适用范围，在对薄煤层进行开采时有着十分明26/矿业装备 MINING EQUIPMENT工 艺显的优势。需要注意，如果刨煤机处于长期连续运转的状态，则容易出现磨损问题，严重时会引发大量的粉尘，威胁作业安全，影响作业效率。因此在使用刨煤机前，需要安装对应型号的水平控制系统，结合煤层的分布规律做好调整优化，对于磨损比较严重的零部件，需要及时进行更换，以此来保障煤矿开采的顺利实施6。2.7 合面开采技术合面开采技术简单来讲就是将两个下层煤工作面合并，做好工作面的合理布局。在开采中可以采用双向割煤的方法
12、，来回切割，从端口缺口位置斜切入刀，配合螺旋滚筒装煤。入刀长度不能低于 30m，切割截面的深度不能低于 0.75m，工作面全采高度在 3.5m 左右。合面开采中，若煤层厚度的变化较大，需要做好开采高度的调整，以避免浪费问题。合面开采运输巷和轨道巷的支护距离分别为 50m 和 80m，运输巷煤壁前 15m和轨道巷煤壁前 45m 内需要设置网式顶梁，通过与单体液压支柱配合的方式，实现对于顶板的支护，网状顶梁以外的区域，可以使用单排液压支柱进行支护。3 采矿新技术的具体应用某煤矿 3-6-104 工作面煤层属于近距离下煤层，工作面正巷与负巷分别与煤矿五采区的皮带巷及轨道巷密切相连。煤层本身相对平缓，
13、没有设置上下山，采用了综合机械化长壁式开采的方式进行煤炭开采作业，选择 MG2125/580-WD 电牵引采煤机，采煤机功率 600kW，在面对倾角不超过 55、采高在 1.22.5m 的煤层时有着良好的适用性，可以实现对矸石夹层的有效截割。通过与 Zy4800-12/27 液压支架以及 SGZ764/800 刮板输送机的相互配合，可以显著提升煤层开采的效率和效果7。采矿新技术的应用，显著提高了煤矿开采作业的效率，降低了井下作业人员的劳动强度，同时也提高了生产的安全性。在对工作面采空区下煤层进行开采时，要求做好支架的及时移动，确保其能够紧跟采煤机前滚筒的移动，将端面距极可能缩短，减小机道空顶的
14、长度。结合现场作业情况分析，液压支架的设置很好地满足了煤层开采作业的现实需求，在面对工作面相对特殊的条件时，体现出了良好的适应性，而且支架的支护效果十分理想，为煤矿开采安全提供了可靠保障。另外，工作面煤层属于自燃煤层，在生产过程中局部托煤顶开采，为了避免煤层自燃引发火灾，需要在工作面构筑相应的均压系统，对漏风通道进行封堵，进一步加快工作面推进速度，同时也需要在工作面进风端头设置好屏障，以此来起到阻化防火的作用。工作面开采作业环节存在的问题，主要是煤层瓦斯含量偏高，安全隐患较大。对此，技术人员采取了有效的处理措施，一方面对于上覆采空区存在的瓦斯，适当加大了进风量，严格执行相应的瓦斯管理制度，保障
15、了作业安全。另一方面对于上隅角的瓦斯处理，则设置了临时性的措施，通过悬挂挡风帘的方式，避免了瓦斯进入到工作巷道中，而在回采环节，则借助相关设备对瓦斯进行抽放，一边抽放一边开采，规避了瓦斯浓度超限情况的发生8。4 结束语新的发展环境下，社会对于能源资源的需求不断增长，煤矿开采也面临着许多新的问题。为了能够更好的适应新时期煤矿开采工作的新要求，越来越多的煤矿企业开始对采矿新技术进行研发，并将其应用到近距离下层煤开采作业中，解决了近距离下层煤开采难度大的问题，在提高煤矿开采效率的同时，最大限度地保障了开采作业的安全性，为煤矿企业带来了巨大的经济效益和社会效益。参考文献1 贾士耀.上湾煤矿近距离下层煤
16、过集中煤柱矿压防治技术研究 D.西安:西安科技大学,2020.2 张华伟.某矿近距离浅埋煤层房采区下层煤开采岩层运移分析 J.现代矿业,2018(9):103-105.3 杨春.浅埋层近距离房柱区下层煤开采岩移规律数值模拟J.煤,2018(6):32-35.4 王清亮.近距离煤层下层煤开采采空区顶板控制技术研究J.机械管理开发,2018(2):81-85.5 申培君.极近距离下层煤工作面开采矿压显现规律分析J.山东煤炭科技,2017(9):47-48.6 樊纲.采矿新技术在近距离下层煤开采的运用 J.山东工业技术,2017(13):73.7 郭兵兵,孙文标.近距离煤层群下层煤回采巷道合理布置研究 J.煤炭技术,2017(6):58-60.8 平明亮.极近距离煤层下层煤巷道支护技术优化研究 J.同煤科技,2020(5):35-37.
