薄煤层智能开采技术研究现状与进展 论文

薄煤层智能开采技术研究现状与进展一、薄煤层开采的挑战薄煤层是我国煤炭资源的重要组成部分，占到煤炭总储量的20%，但受限于采掘空间的特殊条件，薄煤层的开采效率较低，且智能化水平不高。目前，薄煤层产量仅占全国煤炭总产量的10%，与厚煤层相比，薄煤层开采的技术难度更大，经济效益不明显。二、智能开采技术的重要性智能化技术的发展是提高薄煤层开采效率的关键，这不仅能够提升采煤效率，还能改善工作条件，保障矿工安全，具有重要的经济效益和社会效益。智能开采技术能够实时监控作业环境，智能化的决策支持系统能够在保证安全的前提下，优化开采计划，提高资源利用率。三、卸压增透技术是为了增加薄煤层中的瓦斯排放量，降低瓦斯灾害风险而采取的一种技术。通过人为方式改变煤层应力分布，增加煤层裂隙，提高煤层透气性，从而降低瓦斯压力，为安全高效开采提供条件。四、采出率提升的难点薄煤层开采的难点之一是如何提升采出率。由于薄煤层厚度小，采煤机难以实现高效截割，加上煤层本身的不均匀性，使得采出率难以保证。智能开采系统通过精确控制开采设备，可以有效提高煤炭的采出率。五、房柱式采空区复采矿压影响规律研究房柱式采空区是指在复采过程中由于上分层开采后形成的空区，这对下分层复采工作的影响是显著的。非规则煤柱的完整度是影响复采矿压显现的重要因素。研究指出，煤柱的完整度越高，复采时的矿压显现就越强烈；同时，高、低位砌体梁结构的稳定性也对矿压显现有着重要影响。研究通过数值模拟、物理相似模拟等方法揭示了这些影响机制，并通过现场观测进行验证。六、矿压显现的影响因素根据研究，矿压显现受多种因素影响，包括房柱式采空区内煤柱的完整度，以及高、低位砌体梁结构的稳定性。研究发现，房柱式采空区内煤柱完整度越高，复采时矿压显现越为强烈；而当采空区内为完整煤柱时，在高、低位砌体梁结构的共同作用下，矿压显现极为强烈。但在下分层复采过程中，低位砌体梁结构容易受到采动影响，导致结构滑落失稳，从而使矿压显现强度大幅降低。现场矿压显现差异化明显，上覆煤柱完整时，复采工作面大多可观测到完整顶板。顶板的完整性可作为矿压显现的前兆，一旦发现顶板完整区域，应及时对工作面支架补强并进行超前钻探，利用技术手段弱化完整煤柱，控制矿压显现的强度，防止出现矿井安全事故。七、研究成果的应用前景研究成果对于类似条件下的矿压防治提供了宝贵的参考，具有重要的实际应用价值。智能开采技术的研究与应用能够有效提升薄煤层的开采效益，为煤炭工业的可持续发展提供技术支持。