薄煤层采矿工艺现状及高效开采技术应用探析

冯波

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摘要：薄煤层作为煤炭资源的重要组成部分，其储量丰富，在保障能源供应、优化资源利用结构中发挥着重要作用。由于薄煤层赋存条件复杂、开采作业空间受限，传统采矿工艺存在开采效率偏低、资源回收率不高、作业安全性差等问题，制约了薄煤层资源的高效开发利用。高效开采技术的研发与应用，是破解薄煤层开采难题、提升开采效能、实现资源合理利用的核心路径。当前，薄煤层采矿工艺优化与高效开采技术应用仍存在技术适配性不足、装备适配性差、技术推广力度不够等问题。

关键词：薄煤层；采矿工艺；高效开采技术；

引言

煤炭作为我国重要的基础能源，在国民经济发展中占据重要地位。薄煤层作为煤炭资源的重要组成部分，分布广泛且储量丰富，但其赋存条件特殊，煤层厚度较薄，开采作业空间狭窄，给采矿作业带来诸多不便。长期以来，受技术水平、装备条件等因素影响，薄煤层开采一直面临效率低、安全性差、资源浪费严重等难题，部分矿区甚至存在“采厚弃薄”的现象，导致大量薄煤层资源闲置浪费。

随着能源结构优化与绿色发展理念的深入推进，高效、安全、绿色开采成为煤炭产业高质量发展的核心要求，薄煤层资源的高效开发利用逐渐受到重视。高效开采技术的不断创新与应用，为破解薄煤层开采难题提供了有力支撑。

一、薄煤层采矿工艺现状及存在的突出问题

1. 薄煤层采矿工艺现状

当前薄煤层采矿工艺主要分为传统开采工艺与新型开采工艺两大类。传统开采工艺以炮采、普通机采为主，其工艺简单、投入成本较低，在部分中小矿区仍被广泛应用，但存在开采效率低、劳动强度大、资源回收率低等弊端。炮采工艺依赖人工操作，作业安全性差，且易造成煤层破碎，导致资源浪费；普通机采工艺虽一定程度上降低了劳动强度，但受装备性能限制，难以适配复杂赋存条件的薄煤层，开采效能有限。

2. 存在的突出问题

一是开采效率偏低，资源浪费严重。传统开采工艺受装备性能与作业方式限制，开采效率低下，且易造成煤层残留、破碎，导致资源回收率偏低；部分矿区因开采技术不成熟，存在“采厚弃薄”现象，进一步加剧了薄煤层资源的浪费。同时，薄煤层赋存不稳定，顶底板起伏变化大，增加了开采难度，易出现开采不彻底的问题。

二是装备适配性差，作业安全性不足。薄煤层作业空间狭窄，传统采矿装备体型偏大，难以灵活作业，且缺乏专用的薄煤层开采装备，导致开采过程中设备故障频发，影响开采连续性；部分矿区支护技术不完善，顶底板管理难度大，易引发顶板事故，威胁作业人员生命安全。此外，作业空间狭小导致人员行走困难，劳动强度大幅增加，也提升了作业风险。

三是技术适配性不足，推广力度不够。新型高效开采技术与薄煤层赋存条件适配性不足，部分先进技术难以适应复杂的地质条件，导致应用效果不佳；同时，新型开采技术与装备投入成本较高，中小矿区难以承担，加之技术推广机制不完善，导致高效开采技术的普及应用受到制约。此外，部分矿区技术人员专业素养不足，难以熟练掌握新型开采技术，也影响了技术应用效能。

二、薄煤层高效开采技术的主要类型及应用要点

1. 薄煤层综合机械化开采技术

综合机械化开采技术是薄煤层高效开采的核心技术之一，通过配套专用的薄煤层采煤机、刮板输送机、液压支架等设备，实现开采、运输、支护一体化作业，有效解决薄煤层作业空间狭窄的难题。该技术的核心是选用适配薄煤层的小型化、大功率专用装备，优化设备布局，确保设备在狭小空间内灵活作业。

2. 薄煤层智能化开采技术

智能化开采技术是薄煤层开采的发展趋势，依托信息技术、自动化控制技术与大数据技术，实现开采过程的远程操控、无人作业与智能调控。该技术通过在开采工作面部署传感器、摄像头等设备，实时采集开采数据与设备运行状态，传输至地面调度中心，技术人员通过远程操控完成采煤、支护、运输等作业，大幅减少井下作业人员，降低作业风险。

3. 薄煤层支护优化技术

支护技术是保障薄煤层开采安全的关键，薄煤层顶底板稳定性差，支护难度大，优化支护技术能够有效降低顶板事故风险，保障开采作业顺利开展。当前常用的薄煤层支护技术包括锚杆支护、液压支架支护、联合支护等，需结合煤层顶底板条件与开采工艺，选用适配的支护方式。例如，在顶底板稳定性较差的区域，采用锚杆与液压支架联合支护，提升支护强度；在煤层赋存不稳定区域，采用可伸缩支护装备，适应顶底板的变形，避免支护失效。

4. 薄煤层资源回收优化技术

针对薄煤层资源回收率偏低的问题，资源回收优化技术通过优化开采工艺、改进截割方式，减少煤层残留与破碎，提升资源回收率。例如，采用分层开采技术，针对厚度不均的薄煤层，分层推进开采，确保开采彻底；优化采煤机截割参数，减少截割过程中的煤层破碎，降低资源浪费；采用残煤回收技术，对开采过程中残留的煤层进行回收，提高资源利用率。

三、优化薄煤层采矿工艺及高效开采技术应用的策略建议

1. 优化技术适配，提升应用效能

结合薄煤层赋存条件的多样性，加强高效开采技术的适配性研究，针对不同地质条件、煤层厚度的薄煤层，制定个性化的开采方案，选用适配的开采技术与装备。加强技术创新，结合薄煤层开采难点，优化现有高效开采技术，解决技术与实际开采条件适配性不足的问题。例如，针对复杂地质条件下的薄煤层，优化智能化开采的控制算法，提升设备的自适应能力；针对急倾斜薄煤层，研发适配的开采装备与工艺，提升开采安全性与效率。

2. 加大装备研发，完善装备体系

加大薄煤层专用开采装备的研发投入，推动装备的小型化、大功率、智能化升级，研发适配薄煤层作业空间的采煤机、液压支架、输送机等专用装备，提升装备的灵活性与可靠性。加强企业、科研机构与高校的协同合作，结合薄煤层开采实践需求，开展装备研发攻关，突破装备研发的核心技术，降低装备生产成本，让中小矿区能够承担。

3. 强化技术推广，扩大应用范围

建立完善的高效开采技术推广体系，加强对先进开采技术的宣传与引导，通过典型案例示范、技术培训等方式，提升矿区对高效开采技术的认知度与接受度。加大对中小矿区的政策扶持与技术支持，降低技术与装备的投入成本，鼓励中小矿区推广应用高效开采技术。建立技术推广服务机制，为矿区提供技术指导与售后服务，帮助矿区解决技术应用过程中的难题，提升技术应用效果。

4. 完善管理体系，提升开采质量

建立健全薄煤层开采管理制度，规范开采作业流程，加强开采过程中的现场管理，杜绝“采厚弃薄”现象，提高资源回收率。完善安全管理制度，加强作业人员安全培训，提升安全意识与应急处置能力，防范顶板、瓦斯等安全事故发生。建立开采质量监测体系，实时监测开采效率、资源回收率、安全状态等指标，及时发现并解决开采过程中的问题。

四、结论

薄煤层作为煤炭资源的重要组成部分，其高效开发利用对保障能源供应、优化资源利用结构具有重要意义。当前，薄煤层采矿工艺仍以传统开采工艺为主，存在开采效率低、资源回收率不高、装备适配性差、作业安全性不足等问题，制约了薄煤层资源的高效开发。综合机械化开采、智能化开采、支护优化、资源回收优化等高效开采技术的应用，能够有效破解薄煤层开采难题，提升开采效能与安全性，推动薄煤层开采向高效化、智能化、安全化方向发展。

参考文献

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