采煤新技術(shù)、新工藝

采煤新技術(shù)、新工藝一、急傾斜煤層開采特點(diǎn)（一） 急傾斜煤層開采特點(diǎn)我國(guó)急傾斜煤層儲(chǔ)量豐富，分布很廣，產(chǎn)量占有相當(dāng)大的比重。由于急傾斜煤層傾角大，在開采上具有許多特點(diǎn)。（1） 由于煤層傾角大，采落在底板上的煤巖塊會(huì)自動(dòng)向下滑落，從而簡(jiǎn)化了采場(chǎng)內(nèi)的裝運(yùn)工作。為了防止滑落的煤塊沖到支架、砸傷人員，在技術(shù)上必須采取相應(yīng)的安全措施。（2） 急傾斜煤層中，煤炭、矸石沿傾斜方向可采用自溜運(yùn)輸，在采區(qū)中可開掘采區(qū)溜煤眼以代替緩傾斜煤層中的輸送機(jī)上山。由于煤層傾角大，沿走向留設(shè)的煤柱容易片幫塌落，使得在采空區(qū)上方布置的煤層平巷維護(hù)困難。因此，階段平巷一般均布置在底板巖石或底板不可采的煤層中，通過采區(qū)石門與煤層進(jìn)行聯(lián)系。采煤工作面皆由采區(qū)邊界向采區(qū)石門（或采區(qū)溜煤眼）方向推進(jìn)。為了減少采區(qū)石門、采區(qū)上山眼的開掘費(fèi)，在急傾斜煤層中，雙面采區(qū)布置應(yīng)用極為廣泛。（3） 開采急傾斜煤層，多采用立井多水平開拓方式，由于受到技術(shù)上的限制，其水平垂高一般為100~150m。一般來說，急傾斜煤層的開采速度較慢，煤層自然大多比較嚴(yán)重，因而采區(qū)的走向長(zhǎng)度比緩傾斜煤層要短。（4） 開采兩個(gè)相距較近的急傾斜煤層時(shí)，上層煤開采后，由于底板巖層移動(dòng)，會(huì)使下層沒遭受破壞，因此應(yīng)合理安排上、下層的開采順序。（二） 急傾斜煤層采煤法簡(jiǎn)介我國(guó)煤礦使用過多種采煤方法開采急傾斜煤層。下面就比較常用的幾種方法簡(jiǎn)要介紹。1?倒臺(tái)階采煤法帶臺(tái)階采煤法的工作面沿傾斜方向呈帶臺(tái)階布置，其目的在于利用工作面長(zhǎng)度，使工人在各個(gè)臺(tái)階階檐的保護(hù)下，多點(diǎn)同時(shí)作業(yè)。工作面落煤一般采用風(fēng)鎬或炮采。落煤一般先從上偶角開始，然后逐次沿臺(tái)階面向下采，每班進(jìn)2~4排柱，排距為0.8~0.9m。倒臺(tái)階工作面一般采用順板棚子，采空區(qū)處理多用全部垮落法。工作面采出的煤沿工作面自溜，經(jīng)溜煤眼到區(qū)段運(yùn)輸巷，用輸送機(jī)運(yùn)至采區(qū)溜煤眼，下放至采區(qū)石門裝車外運(yùn)至井底車場(chǎng)。新鮮風(fēng)流進(jìn)行人眼、運(yùn)聊眼、區(qū)段運(yùn)輸巷進(jìn)入采煤工作面，然后經(jīng)回風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)石門排至區(qū)段回風(fēng)平巷工作面所需的材料、設(shè)備一般由回風(fēng)石門運(yùn)人，沿回風(fēng)巷送至工作面。下區(qū)段工作面用料，可用運(yùn)料眼中安裝的小絞車提升至區(qū)段回風(fēng)巷道，在送至各采煤工作面。工作面長(zhǎng)度為40~50m，一般由2~3個(gè)臺(tái)階組成。臺(tái)階長(zhǎng)度一般為10~20m。倒臺(tái)階采煤法的優(yōu)點(diǎn)是巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，掘進(jìn)率低，采出率高，通風(fēng)方便。但是，這種采煤方法具有生產(chǎn)工藝復(fù)雜、工作面支護(hù)和頂板控制工作量大、操作不便，以及坑木消耗大、安全條件差、工作面難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化等缺點(diǎn)。因此，近年來這種采煤法的使用已逐漸減少。當(dāng)煤層不適宜用掩護(hù)支架開采時(shí)，厚度2m以下的煤層也可采用倒臺(tái)階采煤法。2?正臺(tái)階采煤法正臺(tái)階采煤法是在急傾斜煤層的階段或區(qū)段內(nèi)沿傾斜或偽傾斜方向布置正臺(tái)階工作面而沿走向推進(jìn)的采煤方法。沿偽斜方向布置正臺(tái)階工作面的正臺(tái)階采煤法又稱偽斜短壁采煤法或斜臺(tái)階采煤法。該采煤法是將一個(gè)在上下區(qū)段平巷之間的偽斜長(zhǎng)壁工作面分為若干短壁工作面，短壁工作面呈正臺(tái)階狀布置。每個(gè)短壁工作面沿傾斜長(zhǎng)5m左右，沿層面與走向線30°夾角的偽斜方向間距15~20m。長(zhǎng)壁工作面沿走向推進(jìn)，始終保持沿傾斜方向短壁工作面沿30°偽斜方向推進(jìn)。短壁工作面風(fēng)鎬落煤，采落的煤先堆積于其下部偽斜小巷的溜煤槽內(nèi)。各小巷內(nèi)設(shè)擋煤板，當(dāng)煤堆積到一定高度時(shí)，停止采煤，開始從下向上去掉擋煤板放煤。為防止煤炭竄到人工頂板造成損失，可掛一膠帶擋煤板，使煤流到偽斜小巷內(nèi)。采用木支柱支護(hù)時(shí)，木支柱支在沿頂?shù)装宓淖o(hù)板上，排距和柱距為0.8~1.0m。人工頂板支柱支在柱窩內(nèi)，上有短梁，支柱上仰5°。短壁工作面用人工回柱，回撤工作面支柱前先補(bǔ)人工頂板柱和加強(qiáng)支柱，再鋪上柱笆，然后按后按矸石堆積的斜面，自下而上由采空區(qū)向煤壁回收支柱，并使矸石滾到新鋪的人工頂板上。放頂時(shí)，短壁工作面停止生產(chǎn)，并擋住上短壁工作面的煤流，使回柱放頂與采煤交替進(jìn)行。各短壁工作面每班推進(jìn)兩排并回柱兩排，實(shí)行一班一循環(huán)、晝夜多循環(huán)方式。這種采煤方法的優(yōu)點(diǎn)是工作面位于采空區(qū)下方，不會(huì)積聚瓦斯，為采空區(qū)抽放瓦斯創(chuàng)造了條件；工作面浮煤少，采出率高。減少了采空區(qū)自然發(fā)火的隱患；對(duì)煤層厚度和傾角多變化、瓦斯含量大等地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；巷道布置簡(jiǎn)單、掘進(jìn)率低。其缺點(diǎn)是短壁工作面多，溜煤相互干擾，工作面利用率低；偽斜小巷斷面小，煤塵大；落煤方法、支護(hù)設(shè)備有待改進(jìn)；片幫滑底事故仍未能完全杜絕。這種采煤方法可用于煤厚、傾角有變或小構(gòu)造、厚度在2.4m以下，不宜使用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的急傾斜煤層。3?水平分層及斜切分層采煤法水平分層采煤法就是把煤層沿水平劃分成若干分層，并在每個(gè)分層中布置準(zhǔn)備巷道及采煤工作面，然后順次進(jìn)行回采，采煤工作面一般沿走向推進(jìn)。水平分層采煤法分層和水平分層工作面的回采工作基本上是一樣的，包括落煤、裝煤、支架、鋪設(shè)人工頂板、回柱放頂?shù)裙ば?。工作面落煤一般采用打眼爆破或用風(fēng)鎬。工作面支架多采用金屬支柱和金屬鉸接頂梁，頂梁垂直工作面布置。人工頂板的鋪設(shè)方法與傾斜分層下行垮落采煤法中所介紹的基本相同。人工頂板材料目前一般使用荊笆、竹笆，也可使用金屬網(wǎng)。水平分層及斜切分層采煤法的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)煤層地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)煤層傾角和厚度的變化，采出率較高。這種采煤法的主要缺點(diǎn)是巷道布置和通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，巷道掘進(jìn)量大，回采工序多，通風(fēng)運(yùn)料困難，工作面勞動(dòng)強(qiáng)度大，特別是水平分層工作面，人工擢煤的勞動(dòng)繁重。由于這些缺點(diǎn)，這種采煤方法的產(chǎn)量、效率較低，材料消耗較多。對(duì)厚度大于2m的急傾斜煤層，由于傾角、煤厚變化而不能采用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法時(shí)，可以采用水平分層，而斜切分層采煤法則適用于更厚的急傾斜煤層。4?偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤方法的特點(diǎn)是采煤工作面呈直線行，按偽傾斜方向布置，沿走向推進(jìn)，用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)與回采空間，工作人員在掩護(hù)支架下進(jìn)行采煤工作，采區(qū)巷道布置。偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的巷道布置如圖所示采區(qū)運(yùn)輸石門1通入煤層后，向上掘進(jìn)一組上山眼，布置區(qū)段運(yùn)輸平巷6、回風(fēng)平巷7,在采區(qū)邊界開掘一對(duì)開切眼10，用于回采開始階段的運(yùn)輸、通風(fēng)和行人。然后即可安裝支架，進(jìn)行回采工作。正常的采煤工作面應(yīng)有25°~30°的偽傾斜角。回采時(shí)，為了溜煤、行人、通風(fēng)和運(yùn)料，在工作面下端掘進(jìn)超前平巷，并沿走向每隔5m左右，由區(qū)段向上開掘小眼與超前平巷貫通。工作面采落的煤自溜至區(qū)段運(yùn)輸平巷6,再運(yùn)至采區(qū)溜煤眼3,在石門裝車外運(yùn)。新鮮風(fēng)流從采區(qū)石門進(jìn)入，經(jīng)行人眼至區(qū)段運(yùn)輸平巷6,在到采煤工作面。乏風(fēng)從工作面經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷7到采區(qū)回風(fēng)石門2排出。水平200m02-250m.水平1/3水平200m02-250m.水平1/3圖偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法巷道布置1一采區(qū)運(yùn)輸石門；2一采區(qū)回風(fēng)石門；3一采區(qū)溜煤眼；4一采區(qū)運(yùn)料眼；5一采區(qū)行人眼；6一區(qū)段運(yùn)輸平巷；7一區(qū)段回風(fēng)平巷；8一采煤工作面；9一溜煤眼；10一開切眼（2） 掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu)。柔性掩護(hù)支架主要由鋼梁及鋼絲繩組。鋼絲繩沿走向布置，鋼煉沿煤層厚度布置。架子的厚度視煤層厚度而定，可由3~5根組成。鋼梁間距不大于0.3m，其間用撐木及荊笆條填充。鋼梁與鋼絲繩可用墊板和螺栓進(jìn)行聯(lián)結(jié)，也可用環(huán)形卡子聯(lián)結(jié)。在鋼梁上部鋪設(shè)雙層荊笆，用作隔離采空區(qū)矸石和拆架子時(shí)的人工頂板。這種支架結(jié)構(gòu)具有柔性且便于控制和回收。（3） 回采工作。偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的回采工作大致可分為3個(gè)階段，即準(zhǔn)備回采、正?；夭珊褪瘴补ぷ?。準(zhǔn)備回采。準(zhǔn)備回采主要是在回風(fēng)平巷內(nèi)安裝掩護(hù)支架，并逐步下放成為偽傾斜工作面，為正?；夭勺鳒?zhǔn)備。掩護(hù)支架安裝前，將回風(fēng)平巷斷面擴(kuò)大到煤層頂?shù)装宀⑼诔龅販?。安裝時(shí)，可在前面安裝支護(hù)，在后面進(jìn)行回柱放頂，使支架頂上有厚度為2~3m的矸石墊層，以緩沖圍巖垮落時(shí)對(duì)支架的沖擊。隨后進(jìn)行支架的調(diào)整下放，使支架由水平狀態(tài)逐步下放為偽傾斜狀態(tài)，采煤工作面的偽傾斜角應(yīng)不小于25°。正?；夭?。在正?；夭蛇^程中，除了在掩護(hù)支架下回采外，同時(shí)要在回風(fēng)平巷中擴(kuò)巷、挖地溝，加長(zhǎng)掩護(hù)支架，以及在工作面下端的巷道中拆除支架。在支架下采煤，目前主要采用打眼爆破。其工序包括打眼、裝藥、爆破、鋪溜槽出煤、調(diào)整支架等項(xiàng)內(nèi)容?；厥占芪矔r(shí)先將地溝向兩幫擴(kuò)大，用點(diǎn)樁支撐鋼梁，然后卸下鋼絲繩，經(jīng)小眼送至運(yùn)輸平巷，在取下鋼梁，運(yùn)到回風(fēng)平巷繼續(xù)復(fù)用。收尾工作。當(dāng)工作面推進(jìn)到區(qū)段終采線附近時(shí)，在終采線靠工作面一側(cè)掘進(jìn)兩條收尾上山眼，然后加大工作面上部的下放步距，縮小工作面下部的進(jìn)尺，同時(shí)逐漸縮小工作面長(zhǎng)度和偽傾斜角度，直至變成水平狀態(tài)，最后將支架全部拆除。偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法與水平分層及倒臺(tái)階采煤法比較，具有產(chǎn)量高、效率高、工序簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)安全、掘進(jìn)率低等優(yōu)點(diǎn)；采煤工作面可三班出煤，不需要專門的準(zhǔn)備班。這種采煤方法的主要缺點(diǎn)是掩護(hù)支架的寬度不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，難以適應(yīng)煤層厚度的變化。當(dāng)煤層厚度為1.5~6.0m，傾角大于55°，在一個(gè)條帶內(nèi)煤層比較穩(wěn)定的條件下，應(yīng)優(yōu)先選用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法，其工作面?zhèn)蝺A斜角度一般不小于25°，工作面長(zhǎng)度一般為30~60m，年進(jìn)度可達(dá)480~660m。5?水平分段放頂煤采煤法在急傾斜特厚煤層中，水平分段放頂煤采煤法類似于水平分層采煤法，其差別是按一定高度劃分為分段，在分段底部采用水平分層采煤法的落煤方法（機(jī)采或炮采），分段上部的煤炭由采場(chǎng)后方放出運(yùn)走。這樣，各段依次自上而下采用放頂煤采煤工藝進(jìn)行回采。急傾斜煤層綜采放頂煤的采煤工藝過程及其參數(shù)選擇的原則與緩傾斜煤層放頂煤采煤法基本相同。由于在急傾斜煤層中水平分段放頂煤工作面的長(zhǎng)度受煤層厚度限制，根據(jù)我國(guó)的煤層條件，一般在60m以下，由此對(duì)采煤設(shè)備有一些特殊要求。主要是要求采用適用于短壁工作面的短機(jī)身采煤機(jī)及與之相配套使用的輸送機(jī)。液壓支架的型式并無(wú)差異，只是根據(jù)采場(chǎng)壓力顯現(xiàn)特征，可適當(dāng)減小其工作阻力及重量。我國(guó)生產(chǎn)的MGD150-NW型采煤機(jī)屬無(wú)鏈牽引采煤機(jī)，包括滾筒在內(nèi)，全長(zhǎng)只有3m。它的搖臂出軸位于機(jī)身中部，能自由回轉(zhuǎn)270°。與短機(jī)身采煤機(jī)配套使用的SGI-730/90W型工作面刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是機(jī)頭和機(jī)尾短而矮，在機(jī)頭和機(jī)尾的側(cè)幫上設(shè)有齒軌，從而使采煤機(jī)能直接開到機(jī)頭或機(jī)尾上部，滾筒能割透端部，進(jìn)入巷道。這樣，采煤機(jī)可從巷道入刀，不需專門開切口。采煤工藝過程為割煤、移架、推移輸送機(jī)和放頂煤。一般割煤進(jìn)刀量為0.5m。放煤自底板方向依次進(jìn)行，放煤方式與緩斜放頂煤時(shí)大體相同，可以采用多輪順序或單輪間隔順序。頂煤高度較大、頂煤裂碎不充分時(shí)，一般采用多輪放煤。為了發(fā)揮綜采設(shè)備效能，一般工作面長(zhǎng)度宜大于25m。二、“三下一上”采煤方法“三下以上”采煤是指建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水體上采煤。在建筑物下和鐵路下采煤時(shí)，既要保證建筑物和鐵路不受開采影響而破壞，，又要盡量多采出煤炭。在水體下和承壓水體上采煤時(shí)，要防止礦井發(fā)生突水事故，保證礦井安全生產(chǎn)。（一） 巖層與地表移動(dòng)的一般特征（1） 上覆巖層移動(dòng)的一般特征。地下開采破壞了巖體內(nèi)原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，使采空區(qū)周圍的巖層乃至于地表產(chǎn)生移動(dòng)和變形。由于地質(zhì)和開采條件不同，，巖層和地表的移動(dòng)和變形的表現(xiàn)形式、分布狀況和程度大小也各不相同。就煤層的開采來說，采空區(qū)周圍的巖層移動(dòng)和變形，一般表現(xiàn)為采空區(qū)上方頂板的彎曲下沉、斷裂、垮落，底板巖層鼓起、開裂、滑動(dòng)，以及采空區(qū)周圍煤壁的壓出、片幫等。（2） 地表移動(dòng)的一般特征。地表移動(dòng)和破壞的主要形式有如下四種：地表移動(dòng)盆地、裂縫、臺(tái)階狀塌陷盆地、塌陷坑。（二） 建（構(gòu)）筑物壓煤開采1?地表移動(dòng)和變形對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響地下采煤對(duì)地表的影響主要有垂直方向的移動(dòng)和變形以及水平方向的移動(dòng)和變形等。不同性質(zhì)的地表移動(dòng)和變形，對(duì)建筑物與構(gòu)筑物的影響也不同，大致可分為以下四種情況。（1） 地表下沉的影響。（2） 地表傾斜的影響。（3） 地表曲率的影響。（4） 地表水平變形的影響。2?減少地表移動(dòng)和變形的開采措施在建（構(gòu)）筑物下采煤時(shí)，當(dāng)預(yù)計(jì)的地表變形超過建筑物能承受的變形時(shí)，應(yīng)從開采方面采取合適的技術(shù)措施，以減少地表變形值。（1） 防止地表突然下沉。地表突然下沉的原因：開采急傾斜煤層，特別是淺部或頂板不易垮落的急傾斜煤層。淺部開采，特別是在淺部開采厚煤層，或開采緩傾斜煤層，其采深與采厚（或分層采厚）的比值小于20時(shí)，地表常出現(xiàn)塌陷坑。采用不正規(guī)的采煤方法，如落垛式采煤方法，無(wú)限制地放煤。建（構(gòu)）筑物下有巖溶地層及老窯、采空區(qū)。防止地表突然下沉的措施：應(yīng)在一定的開采深度以下，進(jìn)行建（構(gòu)）筑物下采煤。如果建（構(gòu)）筑物位于煤層露頭附近，或在建筑物下面有淺部煤層，或者煤層上方有石灰?guī)r地層時(shí)，需查明建筑物下放是否有老窯、廢巷、巖溶、老井等空硐以及它們的填實(shí)程度。如果這些空硐未填實(shí)而充滿積水，應(yīng)采用灌漿等方法將空硐填滿，排除積水，防止地表突然塌陷。開采急傾斜煤層時(shí)，在煤層露頭處應(yīng)留設(shè)足夠的煤柱，以防止突然塌陷。在采煤方法上，應(yīng)盡量采用長(zhǎng)走向小階段間歇采煤法，避免使用沿傾斜方向一次暴露較大空間的落垛式或倒臺(tái)階采煤法，并嚴(yán)禁落垛式無(wú)限制地放煤。當(dāng)頂板堅(jiān)硬不易垮落時(shí)，應(yīng)采取人工強(qiáng)制放頂或采用充填法處理采空區(qū)。在緩傾斜或傾斜厚煤層淺部開采時(shí)，應(yīng)盡量采用傾斜分層長(zhǎng)壁式采煤法，并適當(dāng)減少第一、第二分層的開采厚度。（2） 減少地表下沉采用充填采煤法時(shí)，覆巖的破壞比較小，從而可減少地表的下沉。其減少程度取決于充填方法和充填材料。常用的充填方法有水砂充填和風(fēng)力充填。采用條帶開采法。條帶開采法是將煤層劃分為條帶，相間地采出一個(gè)條帶（采出條帶），保留一個(gè)條帶（保留煤柱），用保留煤柱支承頂板及上覆巖層、以減少地表下沉和變形值。合理確定采出條帶寬度（采寬）和保留煤柱寬度（留度），是條帶開采的關(guān)鍵。留寬過大，采出率低；留寬過小，煤柱易遭破壞。采寬過大，地表可能出現(xiàn)不均勻下沉，對(duì)保護(hù)建筑物不利；采寬過小，則采出率低。正確地確定條帶尺寸的原則是保證煤柱有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，采出條帶的寬度限制在不使地表出現(xiàn)破浪式下沉盆地的范圍內(nèi)，在此原則基礎(chǔ)上盡量提高采出率（即采出條帶總面積占采區(qū)面積的百分?jǐn)?shù)）。采用房柱式采煤法。在開采安全煤柱時(shí)，采用房柱式采煤法，僅采出煤房的煤，不進(jìn)行煤房間煤柱的開采，可以防止或減少地表下沉和變形。減少一次采出煤厚。（3） 消除或減少開采影響的不利疊加。分層間隔開采。一個(gè)煤層（或分層）的開采影響完全（或大部分）消失后，再采另一個(gè)煤層（分層）。合理布置各煤層（分層的開采邊界）。地下開采對(duì)地表的有害影響主要表現(xiàn)在開采邊界兩側(cè)，因而應(yīng)盡量避免在建筑物保護(hù)煤柱范圍內(nèi)出現(xiàn)永久性的開采邊界。合理布置各煤層開采邊界的位置，可以消除或減少開采邊界上方地表的不利變形。盡量利用較長(zhǎng)工作面，實(shí)行全柱開采。根據(jù)地表移動(dòng)盆地中央地區(qū)地表變形很小的特點(diǎn)，盡量利用一個(gè)工作面包括建筑物保護(hù)煤柱全部范圍一次采出，使建筑物位于移動(dòng)盆地中央?yún)^(qū)，承受最小的靜態(tài)變形值。盡量干凈回采，不殘留尺寸不適當(dāng)?shù)拿褐?。尺寸不適當(dāng)?shù)拿褐鶗?huì)引起地表變形的不利疊加。協(xié)調(diào)開采。幾個(gè)鄰近煤層、厚煤層幾個(gè)分層或同一煤層幾個(gè)相鄰工作面同時(shí)開采時(shí)，合理布置同采工作面之間的位置，錯(cuò)距和開采順序，使一個(gè)工作面的地表變形與另一個(gè)工作面的地表變形互相抵消，以減少開采引起的地表動(dòng)態(tài)變形或靜態(tài)變形，就是協(xié)調(diào)開采。開采實(shí)踐表明，協(xié)調(diào)開采不僅能減少地表水平變形值，也可以減少垂直方向的變形值。消除或減少開采邊界的影響。保護(hù)煤柱很大時(shí)，一般應(yīng)連續(xù)不停頓地進(jìn)行回采，避免在煤柱范圍內(nèi)形成永久性開采邊界，使本來承受動(dòng)態(tài)變形的地表發(fā)展到承受靜態(tài)變形，對(duì)建(構(gòu))筑物造成損害。經(jīng)驗(yàn)表明，在有斷層，采區(qū)邊界、階段或水平邊界時(shí)，容易形成采煤工作面的長(zhǎng)期停頓和永久性邊界。因此，應(yīng)在斷層兩側(cè)，事先做好開拓準(zhǔn)備工作，盡可能地保證回采工作面連續(xù)進(jìn)行。鐵路壓煤開采1?鐵路壓煤開采的特點(diǎn)和要求鐵路線路是特殊的地面構(gòu)筑物，列車重量大、速度高，對(duì)線路規(guī)格要求嚴(yán)格，如果線路受到采動(dòng)影響超過一定的限度，列車的安全運(yùn)行便得不到保證。鐵路線路的另一特點(diǎn)是可以維修，即地下開采引起鐵路線路移動(dòng)和變形，可以在不間斷線路營(yíng)運(yùn)的條件下，利用起道、拔道、順坡、調(diào)整軌縫等方法消除。2?開采技術(shù)措施鐵路壓煤開采，應(yīng)采取有效的開采技術(shù)措施，以防止地表突然下沉，保證不出現(xiàn)非連續(xù)性的地表變形，并盡可能減少開采對(duì)地表影響，以利地面線路的維修工作。在采區(qū)布置上，應(yīng)盡量使采動(dòng)線路處于盆地主斷面附近，避免線路處于移動(dòng)盆地的邊緣。盡可能使采煤工作使采煤工作面推進(jìn)方向與線路縱向方向一致。嚴(yán)禁使用非正規(guī)的采煤方法。根據(jù)開采深厚比的大小，結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)開采條件，選擇采煤方法和頂板控制方法。開采淺部厚煤層時(shí)，應(yīng)考慮使用充填法。在緩傾斜和傾斜厚煤層淺部開采時(shí)，應(yīng)盡量采用傾斜分層采煤法，并且適當(dāng)減小分層開采的厚度，禁用一次采全高和高落式采煤法。階段間盡量溜煤柱，回采時(shí)采空區(qū)不留殘余煤柱、木垛等。開采急傾斜煤層時(shí)，應(yīng)盡量采用沿走向推進(jìn)的小階段偽傾斜掩護(hù)支架采煤法或水平分層采煤法，禁用沿傾斜方向一次暴露空間大的落垛式或倒臺(tái)階采煤法。煤層頂板堅(jiān)硬、不易垮落時(shí)，應(yīng)進(jìn)行人工放頂，以防止控頂面積達(dá)到極限時(shí)突然冒落而引起地表突然下沉。如果鐵路位于煤層露頭附近，或在其下方淺部有煤層或石灰?guī)r時(shí)，需勘查鐵路下方是否有采空區(qū)、廢巷道、巖溶等。如果這些空硐充水，則采前應(yīng)將水排干，并用注漿法填實(shí)空硐。淺部非正規(guī)采過的老采區(qū)、舊巷道是鐵路下采煤的隱患，要嚴(yán)格防止受到重復(fù)采動(dòng)或水文地質(zhì)條件變化時(shí)，地面線路突然出現(xiàn)塌陷。在開采過程中要規(guī)定范圍，派專人巡視，監(jiān)測(cè)地表移動(dòng)情況，做好相應(yīng)的應(yīng)急準(zhǔn)備。水體壓煤開采1?水體壓煤開采的一般途徑根據(jù)中國(guó)煤礦在水體壓煤開采中的大量實(shí)踐與成功經(jīng)驗(yàn)，處理水體下壓煤和采煤?jiǎn)栴}，有頂水采煤、疏干采煤、頂疏結(jié)合開采和帷幕注漿堵水等途徑。頂水采煤。所謂頂水采煤，就是對(duì)水體不作任何處理，只在水體與煤層之間保留一定厚度(或垂高)的安全煤巖柱情況下進(jìn)行采煤。頂水采煤留設(shè)的安全煤巖柱有3種類型，即防水安全煤巖柱、防砂安全煤巖柱和防塌安全煤巖柱。在留設(shè)防水安全煤巖柱的情況下，礦井涌水量基本上不增加；在留設(shè)防砂安全煤巖柱的情況下，礦井涌水量有所增加，但不會(huì)涌砂潰水；在留設(shè)防塌安全煤巖柱的情況下，則可避免泥土塌向工作面。（2）疏干采煤。所謂疏干采煤，指的是先疏（水）后采（煤）或邊疏（水）邊采（煤）兩種情況。先疏后采適用于下列情況：煤層直接頂板或底板為砂巖或石灰?guī)r巖溶含水層，且能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)先疏干時(shí)。松散含水層為弱中含水層、水源補(bǔ)給有限，通過專門疏干措施或長(zhǎng)期開拓與回采工程可以預(yù)先疏干時(shí)。邊疏邊采指的是砂巖或石灰?guī)r巖溶含水層為煤層基本頂，回采后，基本頂含水層水由采空區(qū)涌出，不影響工作面作業(yè)，但在工作面內(nèi)需要采取疏水措施。（3） 頂疏結(jié)合開采。所謂頂疏結(jié)合開采，就是在受多種水體威脅的條件下進(jìn)行水體下采煤時(shí)，對(duì)遠(yuǎn)離（大于導(dǎo)水裂隙帶高度）煤層的水體，可以實(shí)行頂水采煤，而對(duì)直接位于煤層直接頂或距煤層一定距離（在垮落帶或?qū)芽p帶范圍內(nèi)）的水體，則實(shí)行疏干采煤（包括先疏后米和邊疏邊米）。（4） 帷幕注漿堵水。帷幕注漿堵水，通常是將水泥、黏土等材料注入含水層中，形成地下?lián)跛∧?，以切斷地下水的補(bǔ)給通道。例如，石灰?guī)r巖溶含水層通過斷層破碎帶導(dǎo)水，以及石灰?guī)r和砂巖含水層通過其露頭接受松散含水層水的補(bǔ)給時(shí)，就有可能采用帷幕注漿堵水的方法來減少地下水的補(bǔ)給。2?水體下米煤的開采原則臨近水體下的采掘工作，必須遵守一下原則：（1） 米煤方法必須有效控制采高和開采范圍，防止急傾斜煤層抽冒。在工作面范圍內(nèi)存在高角度斷層時(shí)，必須采取措施，防止斷層導(dǎo)水或沿?cái)鄬訋С槊捌茐摹＃?） 在水體下開采緩傾斜及傾斜煤層時(shí)，宜采用傾斜分層長(zhǎng)壁開采方法，并盡量減少第一、第二分層的采厚，上下分層同一位置的回采間歇時(shí)間應(yīng)不小于4~6個(gè)月，巖性堅(jiān)硬頂板間歇時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)。留設(shè)防砂、防塌煤柱，采用放頂煤開采方法時(shí)，必須先實(shí)驗(yàn)后推廣。（3） 嚴(yán)禁在水體下開采急傾斜煤層（4） 開采煤層組時(shí)應(yīng)采用間隔式采煤方法。若仍不能滿足安全開采時(shí)，要修改煤柱設(shè)計(jì)，加大煤柱尺寸，保障礦井安全（5） 當(dāng)?shù)乇硭w或松散層強(qiáng)含水層下無(wú)隔水層時(shí)，開采淺部煤層及在采厚大、含水層富水性中等以上、預(yù)計(jì)導(dǎo)水裂縫帶大于水體與煤層間距時(shí)，應(yīng)采用充填法、條帶開采和限制回采厚度等控制導(dǎo)水裂縫帶發(fā)展高度的開采方法。對(duì)于易于疏降的中等富水性松散層底部含水層，可采用疏降含水層水位或疏干等方法保證安全回采。（6） 開采石灰?guī)r巖溶水體下煤層時(shí)，應(yīng)在開采水平、米區(qū)或煤層之間留設(shè)隔離煤柱或建立防水閘門（墻）。設(shè)計(jì)隔離煤柱尺寸時(shí)，必須注意使煤柱至巖溶水體之間的巖體不受到破壞，或者在受突水威脅的采區(qū)建立單獨(dú)的疏水系統(tǒng)，加大排水能力及水倉(cāng)容量，或建立備用水倉(cāng)。（7） 在積水米空區(qū)和基巖含水層附近米煤，或有充水?dāng)鄬悠扑閹?、陷落柱等存在時(shí)，應(yīng)采用巷道、鉆孔或巷道與鉆孔結(jié)合等方法，先探放、疏降，后開采，或邊疏降邊開采。（8） 近水體米煤時(shí)，應(yīng)采用鉆探或物探方法詳細(xì)探明有關(guān)的含、隔水層界面和基巖面起伏變化，以保證安全煤巖柱的設(shè)計(jì)尺寸。（9） 在水體下米煤時(shí)，應(yīng)對(duì)受水威脅的工作面和采空區(qū)的水情加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)水量、水質(zhì)、水位動(dòng)態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)，及時(shí)分析；應(yīng)設(shè)置排水巷道，定期清理水溝、水倉(cāng)，正確選擇安全避災(zāi)路線，配備良好的照明、通信與信號(hào)裝置；應(yīng)對(duì)采區(qū)周圍井巷、米空區(qū)及地表積水去范圍和可能發(fā)生突水的通道作出預(yù)計(jì)，并采取相應(yīng)預(yù)防措施。（五）石灰?guī)r承壓含水層上帶壓開采1?石灰?guī)r承壓含水層采煤防治水途徑及技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)（1） 石灰?guī)r承壓含水層上帶壓采煤防治途徑疏水開采。即將含水層全部疏干，或?qū)⒑畬铀唤档偷桨踩叨群笤傩虚_采。帶壓開采。即在煤層與含水層補(bǔ)給水源采用帷幕注漿堵水方法堵截疏排后進(jìn)行開采。帶壓開采。即在煤層與含水層之間有足夠厚度和阻水能力的隔水層巖柱，并允許含水層水有一定的水頭高度（或原始水位高度、或疏干后的水位高度）的情況下進(jìn)行開采。綜合治理。即疏、堵及帶壓開采相結(jié)合。（2） 石灰?guī)r承壓含水層上采煤技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)帶壓開采的石灰?guī)r有太原群、本溪群厚層（5~8m）灰?guī)r，奧陶系巨厚層（400~800m）灰?guī)r及二疊系巨厚層（200~500m）茅口灰?guī)r。含水層水壓一般在1~1.5Mpa以下，少數(shù)達(dá)到2~3Mpa。水壓較大時(shí)，容易發(fā)生采掘工作面突水。一旦發(fā)生突水，水量大，來勢(shì)猛。在地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜的條件下，當(dāng)突水量超過礦井排水能力時(shí)，會(huì)造成淹井事故。采動(dòng)影響下的底板突水有突發(fā)型和滯后型兩種。滯后型突水多為掘進(jìn)突水。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，在礦井總突水次數(shù)中，約有一半是掘進(jìn)突水。2?石灰?guī)r承壓含水層上帶壓開采的適用條件及技術(shù)措施（1） 含水層上帶壓開采的適用條件疏干開采適用于石灰?guī)r承壓含水層為煤層的直接底板，石灰?guī)r承壓含水層的富水性及水源水源補(bǔ)給條件有限的情況下。綜合治理、帶壓開采的適用條件：有足夠的厚度和阻水能力的巖柱；斷裂構(gòu)造較少或斷裂構(gòu)造導(dǎo)水能力弱；有堵截補(bǔ)給水源的條件。（2） 綜合治理、帶壓開采的主要技術(shù)措施。先采深部煤層，后采淺部煤層。先采弱富水地段和地下水弱徑流帶。堵截石灰?guī)r含水層的主要補(bǔ)給水源或加固巖柱阻水能力薄弱帶。合理布置工作面及留設(shè)斷層煤柱。掘進(jìn)巷道過斷層時(shí)，采用加強(qiáng)支護(hù)、封閉式支架和局部注漿堵水等措施。采用能減少集中應(yīng)力在底板巖層中傳遞深度的采煤方法，如充填采煤法（帶狀充填和全部充填）和條帶采煤法。縮短工作面長(zhǎng)度、減少工作面懸頂長(zhǎng)度、控制采高、及時(shí)放頂?shù)?，都有利于減少采動(dòng)影響的破壞深度。分區(qū)隔離和采區(qū)大后退開采。為了限制突水災(zāi)害的影響范圍，應(yīng)盡可能實(shí)行分區(qū)隔離和大后退開采，以便在突水時(shí)封閉采區(qū)。配備相當(dāng)能力的井下排水設(shè)備，增設(shè)事故水倉(cāng)。對(duì)巷道中的集中突水點(diǎn)進(jìn)行注漿封堵，以減少礦井涌水量。三、低透氣性煤層群無(wú)煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)（一）技術(shù)產(chǎn)生背景、創(chuàng)新成果及推廣應(yīng)用情況我國(guó)大多數(shù)礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤巖松軟，煤層具有高瓦斯、低透氣性、高吸附性的特點(diǎn)，尤其是低參透率和非均質(zhì)性的特性，難以在采煤前直接從地面抽采煤層氣。今年來，隨著開采規(guī)模擴(kuò)大和開采深度的迅速增加，深部開采帶來的高瓦斯、高地壓?jiǎn)栴}，成為許多礦區(qū)低透氣性煤層群高效安全開采亟待解決的技術(shù)難題。世界上主要的煤炭生產(chǎn)國(guó)家都致力于深部煤層群開采的研究。對(duì)于深部煤層群開采面臨的瓦斯問題，國(guó)內(nèi)外研究表明：底透氣性煤層群瓦斯治理技術(shù)方向是：首采關(guān)鍵層沿空留巷Y型通風(fēng)無(wú)煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)。低透氣性煤層群無(wú)煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于錨桿支護(hù)的留巷圍巖控制、無(wú)煤柱Y型通風(fēng)煤與瓦斯共采。采用Y型或H型通風(fēng)方式解決了U型通風(fēng)工作面上偶角瓦斯積聚超限難題，實(shí)現(xiàn)了工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冉抵?.8%以下，為煤礦杜絕瓦斯爆炸事故創(chuàng)造了前提條件；利用采空區(qū)所留巷道，施工頂、底板穿層鉆孔，采用留巷道替代了抽采瓦斯專用巖巷，大大降低了瓦斯治理成本；留巷鉆孔法連續(xù)高效抽采采空區(qū)和鄰近層瓦斯，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)抽采卸壓瓦斯，瓦斯抽采率達(dá)70%以上，抽采出的高濃度瓦斯可直接利用，大大降低了瓦斯利用成本，為煤礦安全高效開采提供了科學(xué)可靠的技術(shù)途徑。（二） 無(wú)煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)原理低透氣性煤層群無(wú)煤層與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)，采用沿空巷留巷Y型通風(fēng)一體化，解決高瓦斯、高地應(yīng)力、高地溫的煤層群進(jìn)入深部開采面臨的瓦斯治理、巷道支護(hù)、煤炭開采等重大安全生產(chǎn)技術(shù)難題，即：首采關(guān)鍵卸壓層，沿首采面采空區(qū)邊緣快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐墻體將回采巷道保留下來。在留巷內(nèi)布置鉆孔抽采鄰近層及采空區(qū)卸壓瓦斯；采用無(wú)煤柱連續(xù)開采，實(shí)現(xiàn)被保護(hù)層全面卸壓；同步推進(jìn)綜采工作面采煤與卸壓瓦斯抽采，實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯安全高效共采；抽采的高、低濃度瓦斯分開輸送到地面加以利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益顯著。（三） 無(wú)煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)1?沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制技術(shù)理論研究和工程實(shí)踐表明，長(zhǎng)壁工作面自開切眼向前推進(jìn)一段距離后，懸露的基本頂關(guān)鍵塊體出現(xiàn)斷裂，斷裂線相互貫通，塊體沿?cái)嗔丫€回轉(zhuǎn)、下沉進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)塊，接觸矸石后形成能夠自穩(wěn)的沿空留巷外層結(jié)構(gòu)，成為外層大結(jié)構(gòu)。沿空留巷內(nèi)層支護(hù)圍巖小結(jié)構(gòu)如果只由巷道周圍錨桿支護(hù)、巷旁充填墻體構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)將在外層大結(jié)構(gòu)形成過程中受到強(qiáng)烈的破壞，有可能不能自穩(wěn)，由此提出階段性輔助加強(qiáng)的創(chuàng)新思路，形成巷道組合錨桿支護(hù)、巷旁充填墻體、巷內(nèi)輔助加強(qiáng)支架“三位一體”的沿空留巷圍巖整體支護(hù)原理和一套新型“三高”錨桿支護(hù)與自移式強(qiáng)力控頂支架輔助補(bǔ)強(qiáng)的留巷支架技術(shù)體系?！叭摺卞^桿支護(hù)技術(shù)以抗剪切的超高強(qiáng)度桿體、高預(yù)緊力、系統(tǒng)高剛度為核心，選擇超強(qiáng)桿體、高剛度護(hù)網(wǎng)、超大托盤、超強(qiáng)大扭矩尼螺母，實(shí)施大扭矩高預(yù)應(yīng)力，提升主動(dòng)承載能力，并向圍巖擴(kuò)散，形成高強(qiáng)主動(dòng)高阻穩(wěn)定的錨桿支護(hù)圍巖承載結(jié)構(gòu)。2?快速巷旁充填技術(shù)留巷支護(hù)技術(shù)體系中采用的自移式輔助加強(qiáng)支架系自主研發(fā)，現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品，可以成功解決不同開采條件下的采動(dòng)影響期巷道圍巖穩(wěn)定看控制問題。該支架采用液壓支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有支護(hù)強(qiáng)度高、護(hù)頂面積大和自移功能。無(wú)煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)體系中巷旁充填墻體是由適宜工作面采高變化，具有早強(qiáng)、高增阻、可縮性且實(shí)現(xiàn)可遠(yuǎn)距離泵送施工的大流態(tài)、自密實(shí)的新型CHCT型充填材料形成的，其基本組成分為水泥，粉煤灰，粗、細(xì)骨料，復(fù)合泵送劑，復(fù)合早強(qiáng)劑和水等，配比范圍：水泥為10%~30%、粉煤灰為7%~40%、石子為15%~40%、水為10%~30%；材料性能：充填料漿塌落度120~260mm，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離泵送，最長(zhǎng)水平泵送距離達(dá)1200m，泵送入模后自密實(shí)；充填結(jié)束后2~3h可脫模；1d、2d、3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度分別可達(dá)5Mpa、10Mpa、12Mpa、15Mpa和28Mpa；具有良好的壓縮變形性能，壓縮率5~10%，殘余強(qiáng)度可達(dá)極限抗壓強(qiáng)度的35%?60%。該材料實(shí)現(xiàn)了多套組合配方，能根據(jù)不同的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和巷道變形特性要求配制，具有良好的承載特性和壓縮變形性能且適宜遠(yuǎn)距離泵送施工，已形成多種不同產(chǎn)能的工業(yè)生產(chǎn)模式?？焖倭粝锵锱猿涮罟に囅到y(tǒng)包括：地面干混充填料制備系統(tǒng)、地面至井下干混充填料泵站運(yùn)輸系統(tǒng)、充填泵料斗干混充填料上料系統(tǒng)、充填料漿的制備與泵送系統(tǒng)和充填系統(tǒng)支架模板系統(tǒng)。主要充填工藝過程為：由地面專門生產(chǎn)線按設(shè)計(jì)配比生產(chǎn)出干混充填材料，以袋裝或?qū)Ｓ眉b箱散裝運(yùn)至井下泵站；用螺旋輸送機(jī)或皮帶輸送機(jī)將干混料送至充填泵料斗；在充填泵中加水?dāng)嚢杈鶆蚝蠼?jīng)充填管路送至充填模內(nèi);充填料漿在充填模內(nèi)自流平密實(shí)，自然養(yǎng)護(hù)，待硬化產(chǎn)生一定強(qiáng)度后拆模。（四） 主要技術(shù)特點(diǎn)本項(xiàng)技術(shù)在新型充填材料和充填工藝、強(qiáng)采動(dòng)影響條件下的留巷支護(hù)和快速構(gòu)筑充填體關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，在充填材料遠(yuǎn)距離輸送系統(tǒng)新設(shè)備研發(fā)和機(jī)械化快速構(gòu)筑充填墻體工藝系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了集成創(chuàng)新，有效地解決了高瓦斯低透氣性煤層安全高效開采技術(shù)難題。其主要特點(diǎn)有：（1） 實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯安全高效共采，實(shí)現(xiàn)了瓦斯抽采濃度、抽采效率最大化；（2） 采用Y型通風(fēng)方式，消除俄兩采煤工作面上偶角瓦斯超限隱患；（3） 利用沿采空區(qū)留巷巷道，施工頂、底板穿層鉆孔，抽采臨近層或保護(hù)層卸壓瓦斯，可以節(jié)省大量瓦斯抽采鉆孔工程，解決低透氣性煤層群瓦斯先抽后采問題，真正實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采；（4） 沿空留巷無(wú)煤柱開采，可以多回收區(qū)段煤柱8~20m，提高回采率5%~8%；（5） 充填留巷作為瓦斯治理巷道，節(jié)省至少兩條巖巷，降低了掘進(jìn)成本和矸石排放量，留巷繼續(xù)服務(wù)下y一個(gè)鄰近工作面，少掘一條煤巷，簡(jiǎn)化開采布局和采區(qū)巷道系統(tǒng)；（6） Y型通風(fēng)條件下，工作面可以降溫3~5°C且工作人員均在進(jìn)風(fēng)流中工作，大大改善作業(yè)環(huán)境，有效解決深井開采的熱害問題；（7） 抽采的瓦斯?jié)舛雀撸芍苯痈咝Ю?，?shí)現(xiàn)節(jié)能減排，瓦斯利用成本大大降低實(shí)現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展。（五） 無(wú)煤柱與瓦斯共采技術(shù)適用條件1?開采煤層適用條件薄及中厚煤層；傾角0°~25°；頂板為中等穩(wěn)定以上；單一或煤層群開采；頂板穩(wěn)定性較差的工作面走向長(zhǎng)度小于等于1500m，頂板穩(wěn)定工作面采用加固措施后，工作面走向長(zhǎng)度可適當(dāng)延長(zhǎng)至3000m左右。2?采區(qū)巷道布置方式Y(jié)型通風(fēng)系統(tǒng)巷道布置要求在采煤工作面開切眼側(cè)構(gòu)成回風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)采區(qū)巷道布置條件的，歸納起來主要有以下兩種：（1） 利用邊界回風(fēng)巷道構(gòu)筑Y型通風(fēng)。在采區(qū)邊界布置一條回風(fēng)上山，采區(qū)各工作面在切眼位置施工回風(fēng)聯(lián)巷與邊界回風(fēng)上山連通，形成Y型通風(fēng)道（2） 改造現(xiàn)有的巷道系統(tǒng)，利用相鄰工作面提前開掘的巷道和聯(lián)絡(luò)巷與擬采用沿空留巷Y型通風(fēng)開采工作面形成二進(jìn)一回的通風(fēng)系統(tǒng)。綜采工藝新方法高效綜合機(jī)械化采煤成套裝備技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)以來，以長(zhǎng)壁高效綜采為代表的煤炭井開采技術(shù)取得前所未有的新進(jìn)展。高效綜采發(fā)展主要體現(xiàn)在以下三方面：一是綜采工作面生產(chǎn)能力大幅度提高，采區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了“一礦一面”年產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)噸煤炭的高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)模式；二是高效綜采裝備和開采工藝不斷完善，推廣使用范圍不斷擴(kuò)大，中厚煤層開采、厚煤層一次采全高開采和薄煤層全自動(dòng)化生產(chǎn)等技術(shù)和工藝取得巨大成功;三是高效綜采裝備的研制開發(fā)取得新的技術(shù)突破，年生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到10Mt，并實(shí)現(xiàn)了綜采工作面生產(chǎn)過程自動(dòng)化，大型綜采礦井技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到大型先進(jìn)露天礦水平。鑒于我過煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)和當(dāng)前煤炭需求快速增長(zhǎng)，高效綜采也將成為能源開發(fā)技術(shù)重要的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效開采的主要技術(shù)途徑綜采工作面成套裝備是高產(chǎn)高效礦井的核心，工作面參數(shù)的合理性、成套裝備的可靠性及合理配套是實(shí)現(xiàn)礦井高效開采的關(guān)鍵因素。1?加大工作面的傾斜長(zhǎng)度及開采長(zhǎng)度不但可以提高采區(qū)回采率、降低巷道的掘進(jìn)量，還可以縮短綜采工作面端頭作業(yè)影響時(shí)間、減少綜采工作面的搬家次數(shù)，為礦井的高產(chǎn)高效開采提供前提條件。從國(guó)內(nèi)外厚煤層高產(chǎn)高效綜采工作面情況看，工作面長(zhǎng)度普遍達(dá)到225~305m，工作面推進(jìn)長(zhǎng)度普遍在2500m以上，最高達(dá)到6000m。2?加大采煤機(jī)的截深國(guó)外高產(chǎn)高效綜采工作面采煤機(jī)截深普遍達(dá)到0.8~1.0m，個(gè)別達(dá)到1.2m。我國(guó)綜采工作面經(jīng)過幾十年的發(fā)展，仍然大多采用0.6m截深。近幾年，隨著高產(chǎn)高效工作面的發(fā)展，采煤機(jī)的截深逐漸加大到了0.8~0.9m，有效提高了綜采工作面單刀煤的產(chǎn)量。3?提高成套裝備的可靠性通過合理設(shè)備選型和配套，在保證綜采成套裝備設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下，提高綜采成套裝備的可靠性，減少機(jī)電事故，提高綜采面的開機(jī)率，是提高工作面單產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。4?加快工作面的推進(jìn)速度提高采煤機(jī)的牽引速度及工作面支架的推溜、移架速度，是提高工作面單產(chǎn)的最直接的措施。隨著采煤機(jī)功率的不斷提高，采煤機(jī)的牽引速度也越來越快，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，綜采工作面采煤機(jī)的平均牽引速度已經(jīng)由以前的平均3m/min提高到目前的5~6m/min，國(guó)外進(jìn)的采煤機(jī)的牽引速度甚至達(dá)到729m/min，配備電液壓系統(tǒng)液壓支架，大大加快了工作面的推進(jìn)速度。5?保證合理的工作面設(shè)備配套能力綜采工作面設(shè)備配套能力是制約工作面產(chǎn)量的重要因素之一，因此選擇能力適當(dāng)?shù)墓ぷ髅媾涮自O(shè)備，保證將采煤機(jī)割下的煤及時(shí)運(yùn)出是非常必要的。綜采工作面設(shè)備生產(chǎn)能力應(yīng)形成由里向外的“喇叭口”狀，設(shè)備生產(chǎn)能力應(yīng)以1.廣1.2倍為基數(shù)逐漸增大。6?提高操作水平通過加強(qiáng)技術(shù)管理和不斷改進(jìn)勞動(dòng)組織，提供操作能力，減少事故并不斷提高快速處理事故的水平，是提高工作面產(chǎn)量的有力保證。主要設(shè)備選型及總體配套原則目前，我國(guó)高產(chǎn)高效綜采工作面設(shè)備的配套主要有下列三種類型：采用國(guó)內(nèi)研制的全套國(guó)產(chǎn)新型綜采工作面，年產(chǎn)400萬(wàn)~800萬(wàn)噸以上。引進(jìn)部分關(guān)鍵綜采設(shè)備，如電牽引采煤機(jī)、重型刮板機(jī)輸送機(jī)等，配以國(guó)產(chǎn)液壓支架和大運(yùn)量帶式輸送機(jī)裝備的大功率綜采工作面，年產(chǎn)400萬(wàn)~800萬(wàn)噸以上。（3）全套引進(jìn)國(guó)外大功率綜采設(shè)備裝備的綜采工作面。綜合國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)高效工作面的特點(diǎn)，工作面主要設(shè)備的選型應(yīng)遵循下列原則：（1） 綜采設(shè)備的選型。在注重設(shè)備高可靠性的同時(shí)，也應(yīng)注重設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)性。采煤機(jī)覺得發(fā)展趨勢(shì)是以電牽引逐步取代液壓牽引，向多電機(jī)、大功率、機(jī)電一體化方向發(fā)展，即提高了牽引速度和截深，大幅度提高單產(chǎn)，又增強(qiáng)了運(yùn)行可靠性，且操作簡(jiǎn)易、安全、維修方便；刮板運(yùn)輸機(jī)向高可靠性、大功率方向發(fā)展，并采用操作簡(jiǎn)便的交叉?zhèn)刃哆B接方式；液壓支架朝高工作阻力、掩護(hù)式液壓支架發(fā)展，并配備電液控制系統(tǒng)。（2） 提高綜采裝備的配置。在保證各零部件生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，更要注重外購(gòu)件的質(zhì)量。盡量選用國(guó)際上著名品牌