大采高综采技术挑战与解决方案

"大采高综采的关键技术问题与对策，袁永，屠世浩，马小涛，吴其，中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，矿业工程学院，江苏徐州（221008）。" 本文主要探讨了大采高综采这一厚煤层高效开采技术的关键问题及应对策略。大采高综采，指的是割煤高度超过3.5米的综合机械化开采方式，与传统的综采和综放相比，具有显著的经济效益和安全性优势，如更高的产量、更低的巷道维护成本以及更好的煤质。 大采高综采的特点包括：一是生产效率高，巷道布置和维护简单；二是覆岩破坏范围广，对顶板管理要求更高；三是支架承受的主要是静态载荷，但煤壁片帮问题突出，对支架稳定性和围岩控制技术提出挑战。针对这些问题，文章提出了大采高综采的发展趋势，即采高持续增大，同时围岩控制变得更为复杂。 在国内外的研究现状中，俄罗斯、德国、日本等国家早在20世纪60年代就开始探索大采高综采技术。例如，日本设计的5米采高液压支架就是一个创新尝试。德国则在1970年代使用了贝考瑞特垛式支架，这些技术的进步推动了大采高综采技术的发展。 然而，当前大采高综采面临的关键技术问题主要包括：采场覆岩运动特性、煤壁片帮的控制机制、支架与围岩的相互作用规律以及端部围岩的稳定性控制。文章首次提出了采动支承压力分布对支护效应和煤壁片帮时效性的影响，建议运用系统动力学理论来研究大采高综采中顶板-煤壁-底板的三维空间运动与支架工作状态的关系，构建“R-W-S-F”系统的稳定控制SD模型，以期通过科学的控制技术减少支架围岩事故，提升大采高综采的工作面产能。 关键词涵盖了厚煤层开采、大采高综采、支架稳定性、煤壁片帮以及系统动力学等多个核心领域。这些研究对于提高我国煤炭资源的高效安全开采具有重要的理论指导意义和实践价值，也为未来的煤炭开采技术创新提供了方向。