提高煤矿综采工作面回采效率的技术研究

　　1 综采工作面回采效率的影响因素

　　1.1 煤层赋存条件

在对煤层进行综采时，要求煤层厚度尽可能地小， 而且保持稳定，这是由综采的技术装备决定的，也就 是说，综采工作面要克服地质因素的不利影响。总的说，影响采工作面回采效率的地质因素可以分为 几类，如表 1 所示。由表 1 可知，影响综采工作面回采效率的因素主 要有水文地质构造、顶底板条件以及煤层赋存条件。 地质构造对综采影响非常大，例如在岩浆侵入带，综 采工作面不能推进，只能进行搬家，大大降低了回采效 率。当煤层底板较软时，液压支架会出现陷底现象，这 对回采是十分不利的。为了缓解这种情况，需要采取一 定的措施，例如铺设木板等。当煤层顶板不完整时，可 能出现冒顶现象，严重威胁安全生产。此外，当煤层厚 度和倾角变化较大时，还需要停机勘查。 因此，要想提高综采工作面回采效率，应该首先克 服地质条件的不利影响。针对这些不利的地质条件，要采取相应的辅助措施。

　　1.2 综采设备配套水平

综采技术对装备有着极高的依赖性，这就涉及到综 采设备的选型问题，即采煤机、刮板机以及液压支架的 配套问题。在矿井生产设计时，要根据矿井的实际生产 地质条件选择合适的综采设备，但是综采设备大多数时 候需要到厂家定做 (如图 1 所示)，这就给综采设备选 型带来极大的困难。当采煤机的功率较小时，选择较 大的液压支架，可能造成液压支架移架困难。此外，在 选择液压支架时，如果液压支架的工作阻力不够，可能 会造成液压支架压架，这会严重影响到综采工作面的回 采效率。因此，要根据矿井的实际地质情况选择合适的采 煤机以及液压支架，这就要求有大量的现场观测数据， 这对于一些老矿区来说很容易做到，而对于一些新矿 区来说，需要进行实地测量。

　　1.3 接替水平

在正常情况下，综采工作面的推进速度一般较快， 而掘进速度在大多数情况下很难跟上。很多矿区存在 采掘接替紧张的问题，主要原因是很难大幅度提高掘 进的速度。在掘进中，需要面对各种复杂的地质状况， 并且要制订相应的处理措施，支护的速度很难跟上。 很多矿井为了保证接替水平，不得不降低工作面的推 进速度以适应掘进工作面的准备速度，这在很大程度 上限制了综采工作面的回采效率。 因此，要想从本质上提高综采工作面的回采效率， 就应该提高掘进工作面的速度，这就要求在掘进方面 取得一些技术上的突破。

　　2 提高综采工作面回采效率的措施

　　2.1 优化工作面的布置 减少搬家次数

由于综采工作面的设备比较多，而且比较重，搬 家一次需要花费大量的时间。为了提高综采的效率， 应该减少搬家的次数。对于一般的综采工作面而言， 搬一次家需要 20 d 之余，而对于大型的综采工作面， 搬家一次需要几个月，这对综采是十分不利的。 为了减少搬家的次数，应该合理地布置工作面， 使综采工作面的开采范围尽量较大。这就要求在设计 时根据井田的形状布置合适的工作面。当采区的走向 长度较短时，要尽可能地增加工作面的斜长，可能需 要购置较多的液压支架。此外，工作面布置不一定非 要拉直，对于一些区域，可以通过工作面调斜的方法 回采，以提高综采工作面对地质条件的适应性。

　　2.2 加强地质勘探 做好准备工作

在进行综采工作面回采时，不仅要考虑工作面长 度的影响，还应该重点考虑地质条件的影响。总的来 说，煤层开采是在地层中进行的，需要应对地质条件 变化对回采的影响。虽然在准备阶段已经对工作面区 域的地质构造情况进行了探测，但是并未考虑地质构 造的影响。此外，准备阶段所开展的地质勘探比较粗 糙，不能给煤层回采提供有效的参考。 为了保证工作面能以正常的速度回采，还应该对 工作面的地质情况进行详查，主要采用电阻法、坑道 探测仪等勘探，查看工作面是否存在小型地质构造区、 陷落柱以及断层等。对于一些含水层被破坏的区域，要 采取一些措施堵水;对于一些顶板破损区域，需要提前 准备金属网，待工作面推进到该区域时铺在液压支架 上方，防止碎石滚落;对于一些底板较软的区域，需要 预备一些木板，在工作面刚推进到该区域时铺设上，以 防液压支架发生陷底问题。通过提前采取一些局部回 采措施，可以有效地提高综采工作面的回采效率[4]。

　　2.3 提高掘进水平 缓解接替紧张

　接替紧张是制约综采工作面回采的关键因素， 如何提高掘进水平是一个工程性难题。制约掘进速度 的重要因素是破岩的速度和支护的速度，对于煤巷而 言，可以采用连续采煤机来掘进，但是如何对巷道进行 支护仍然是个问题;而对于岩巷而言，如何对岩石进行破 碎和对成型的巷道进行支护都是问题。对于煤巷的支护， 一些煤矿尝试使用锚杆进行支护，取得了不错的成效，但 是仍然存在掘进与支护不协调的问题。造成这种现象的 原因是，目前生产的掘锚一体机的配套 能力很差，仅对一些特定的巷道起作用。对于岩巷的掘 进，破岩和支护都是问题，钻爆法已经很成熟，但是如 何协调破岩与支护仍然未得到很好的解决。为了缓解采掘接替紧张问题，应该研发新的掘锚一 体机，增强对煤矿井下复杂地质条件的适用性，这样才 能提高掘进的速度，从而保证综采工作面的回采效率。

　　3 结语

煤矿现代化的推进，很多煤矿已经采用了综采 技术。综采技术虽然生产效率高，实现了完全机械化， 但也存在对地质条件的适应性差等问题。要想提高综 采工作面的回采效率，应该从优化工作面的布置、减少 搬家次数，加强地质勘探、做好准备工作，提高掘进水 平、缓解接替紧张等方面着手。