厚矿层开采技术及实施要点

时间：2024-09-03

何天京

（窑街煤电集团山丹县长山子煤矿有限责任公司，甘肃张掖 734100）

矿产资源作为我国重要的基础能源，以及重要原料，其开采技术一直是一项重要问题，我国综放开采技术已具备一定先进性，有效保障了能源开采的高效性和安全性。

同时，在能源事业发展的过程中，厚矿层的开采技术也在不断进步和完善，但对于其中仍存在的一些问题，还需要我们进一步加大研究力度，总结经验，不断完善该技术在矿产资源开采中的应用实践，提升我国能源开采效率和安全性。

1 厚矿层开采技术适用条件和应用优势

这种技术主要是应用大功率的滚筒采矿机、专门的液压支架、配套机道转载机等进行联合生产，从而实现采矿全过程的机械化作业，可进行连续性生产，因此具备高产、高效、成本低、经济效益好的应用优势。厚矿层开采技术的适用条件如下。

首先是矿层厚度方面，通常该技术采放比处于1～4范围，矿层的开放性变化会使这一数值出现增长或减小的现象，按照2.5m～3.0m的采高进行计算，所产出矿产资源下放高度可达到6m～12m，因此适用于矿层厚度在7～15m范围内的开采作业；其次是矿层的开放性，其主要要素为矿层硬度，可将矿层结理发育和夹矸情况等归结其中。按照普氏分集法确定时，其硬度要在3及以下，如果顶板经过了预裂爆破，或者存在人为干预如高压注水行为等，其硬度会降到3以下；再次为矿层倾角，应用综采放顶技术进行矿产资源的开采，其矿层的倾角越小越有利于开采管理；最后是矿层顶底板岩性。其顶板可以随采随冒，其冒落的充填高度不会低于采放的高度。

该项技术的应用优势主要体现以下几个方面：产量高，实现了采放平行作业，大幅提高了工作面单产和工作效率；掘进率低，可整层开采矿层，其单一综放工作面采放比是在1之上的，有效减少了分层开采、回采巷道，定程度上减缓了采掘失调的问题；使用范围广，具体操作是沿着矿层底板来进行开采的，受厚度变化影响小，单一矿层直接顶由顶部能源代替，可以有效维护工作面的机道上方空顶；工作面搬家次数少，其一个工作面接近于两三个普采工作面的同时作业，工作面的搬家次数有效减少；节省材料，可以依靠地压和自重自然垮落，这一过程不需施加外力，相比于分层机采方式，其成本可有效降低。

2 厚矿层开采技术及实施要点

2.1 主要应用设备

在采用后矿层开采技术进行能源开采时，其主要应用的设备有采矿机、前后部刮板输送机、破碎机、转载机自移装置和皮带机等，同时需要配备移动变电站和防爆开关。

2.2 综放支架受力与顶板结构关系

在矿山采空区，其充填的程度、顶板的结构都会影响到综采作业。通常情况下，顶板不会对支架承受压力产生太大影响，因此配套支架过程中，可以不按照顶板压力来展开设计，而是进行各层的压力检测，以进行支架压力的选择。调整坚硬梁式顶板结构支架，可以按照以下步骤进行：第一是，预测其顶厚度，确保预定放出率，根据其大小来合理调整规划；第二是结合矿井的具体顶板层情况，来科学预判坚硬梁式结构的具体位置。

2.3 大采高支架

按照我国能源开采行业对矿层的划分，其采高低于1.3m则为薄矿层，开采作业中适合采用薄矿层液压支架；采高大在4m或者将其标准提高到5m以上，则适合采用大截深滚筒和适应其采高的综采支架，我国部分矿企会采用6m采高的液压支架，但也存在实际应用技术不成熟的问题，还需进一步完善。

3 综放面开采安全措施

3.1 综放面瓦斯涌出防治

在低瓦斯矿层中，采用综放开采和分层开采方式相比，其瓦斯涌出的绝对量和相对量没有很大差别，可以采用常规措施对其瓦斯泄露危害进行防治。

在高瓦斯矿井中，综放工作面涌出的瓦斯量会呈现绝对量增加的特点，要实现有效防治，可采取以下措施：第一，抽放本层或者邻层；第二，抽放采空区；第三，适当将抽排风量加大，并对局部的瓦斯聚集区，加大其处理力度，只有对工作面的瓦斯涌出特点存在准确了解，并采取合理的针对性措施才可有效解决。

3.2 综放面可燃气体自燃防治措施

在综放开采中，一项需要关注的问题就是自燃发火，对起利弊要存在正确认知。受技术因素和装备因素影响，矿层中会出现一些丢失能源量大且集中的部位，与分层开采相比，更易出现自燃发火的危险，且其严重程度也更高；其次，由于综放采矿是一次性采出多个分层的能源，对多分层开采时间长、松散矿体反复和多次氧化造成的发火几率高的现象，可以使其有效降低。