[科普中国]-综合开采工艺

综合开采是指在统一规划的前提下，对具有经济利用价值的共伴生矿产资源进行同时开采。在强烈的煤炭需求下，我国加快了高产高效地下矿井的施工，采用综合机械化放顶煤的开采方法，提高了我国采煤工作效率。

分类由于矿床赋存条件及开发条件相去甚远，所组成的综合开采工艺也各各相异。但概而言之，综合开采工艺可按在平、立面上的组合方式，系统中所含单一式工艺数量等标准进行分类。

水平及缓倾斜矿层当复盖层厚度大或因复田作业需要仅用倒堆工艺不宜时，常可采用各种形式的综合开采工艺。根据复盖层厚度．各剥离层采掘特性、工作线长度的不同．上部复盖层可采用单斗铲一卡车工艺、轮斗铲一悬臂排土机、轮斗铲一带式输送机、单斗铲一铁道工艺，下部则为拉铲或机械铲倒堆工艺。就组合方式而言，水平及缓倾斜矿床较多为立面组合式。

倾斜和急倾斜矿层其综合开采工艺的组成格局变化较大，一般为各种单一工艺系统困地制宜的联合。其组合方式可为平面、立面或混合式。在倾斜及急倾斜矿床中应用综合工艺的条件为：矿床开采深度大，矿岩性质不一，需考虑现有系统合理利用等。

发展历程1．自从中国加入世界贸易组织以来，在国际化、全球经济一体化的推动下，我国的经济飞速发展，与此同时，我国能源煤炭的需求也十分迫切。煤炭的价格上升，在走新型工业化、信息化的道路中，各个地方政府对我国各个大大小小的煤炭企业进行了整合、重组，使煤炭产量稳步增长。随后，我国煤炭价格也逐步提高。进而使中国煤炭工业进人发展的黄金十年。在强烈的煤炭需求下，我国加快了高产高效地下矿井的施工，采用综合机械化放顶煤的开采方法，提高了我国采煤工作效率。

2．我国的煤矿开采具有多变性、差异性明显受作业环境影响大的特点，其中很大一部分都是井工开采、厚煤层的开采多使用分层开采的技术，效率比较低且开采的成本高。自从综合开采技术引进以后，我国的科研人员经过长期的钻研和自主创新，从支架的设计、放煤的控制、放煤的方式等等各个领域，开展了系统性的研究。现今已经在高瓦斯煤层、双硬煤层、三软煤层等等具有冲击地压煤层的综合开采技术方面取得了重大的突破。

3．采煤技术的进步一直是采矿科学发展的主要方面。采煤工艺的发展可以带动煤炭工业各个环节的变革，提高采煤工作的效率和安全性。在开采埋藏深、地质条件很硬、煤层比较厚的时候，主要通过分析岩层的水力压裂、倾斜孔的顶板爆裂、直接采顶随冒，提高顶煤的回收利用率。硬厚层顶煤的控制技术，主要是研究开发埋深浅、压力较小的顶煤快速处理技术。包括块度大的，研制有利于顶煤粉碎和顶板控制、同时又可以放顶煤的新型液压架子，合理地确定后面的输送能力。在两个硬性条件下放置顶煤开采的快速推进技术，研究合理的科学综放开采技艺，优化工作程序，缩短放煤的时间，提高工作面的工作速度，实现高产高速高效。对待有缓度倾斜的煤层进行开采的时候，研制适合采煤机的综合液压的支架，研究开发煤层工作面的总体配套技术和高校的开采煤矿技术。缓倾斜面一般都加厚，应该深入研究完善支架的结构和强度，加强支架的防滑、防止支架开裂和四支杆的变形，提高支架的可靠性，缩小它与中厚煤层的实现高产高效的差距。采用综合就高产高效的采煤技术，对支架一围岩系统进行设备的全程监控，通过电液控制阀来操纵支架，采煤机在线和离线结合的温度、电信号的监测。

4．研究坚硬材质和破碎条件下的岩层控制技术。煤炭作为一次性能源，具有高度的稀缺性，一旦用完，它再生成需要很长的时间。煤矿开采活动打破了地下岩层的原始动力学平衡，引起了围岩和上覆岩层的变形和破坏，现阶段，用于高压注水、深孔顶爆裂和应用化学加固技术存在在工艺程序非常繁杂、成本高的问题，需要进一步研究开发出新的技术和工艺解决这些问题。放顶煤层开采的力学模型、围岩压力、运用离散元的方法进行研究顶煤的放置规律，就提出了放煤优化的一系列可行性原则。支护的质量和顶板动态监测技术，在总结缓倾斜中厚长壁的工作中全面开展支架质量和顶层板动态研究，改进监测的仪器技术，发展智能化的检测系统，把检测的仪表向直观、轻便、小型化发展。通过计算机模拟实验，完善冲击压矿综合系统，研究了新型的支护设备。综合开采技术的使用满足了当今煤炭工业可持续发展的要求。1

5．在进行综合开采技术的技术研究时，着力解决煤尘的量大、采出的纯度和利用率比较低、存在的火灾隐患严重、瓦斯的涌出量非常大以及采煤的技术系统一体化等问题，把工作工作放在综合开采技术的安全保障技术研究范围。在采用这门技术时，应该根据我国各个矿区的实际情况，深入地研究不同自然地理条件下开采技术的使用范围、是否可行及最佳的采煤工艺，包括很难的煤层顶煤层的开采及比较软的煤层的开采，根据现实情况提高顶煤的开采效率，重点研究怎么样可以减少采煤时的损失率、降低放煤损失率的技术方法、形成一套系统的放煤工艺、支架结构以及配套的装备等等综合性质比较强的技术。2

本词条内容贡献者为:

邱昆峰 - Research Fellow - Colorado School of Mines, USA