薄煤层智能开采技术研究现状与进展

袁永^1,2,3，屠世浩^1,2,3，陈忠顺^1,2,3，张村⁴，王沉⁵，王文苗^1,2,3

1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室2. 中国矿业大学矿业工程学院3. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室4. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院5. 贵州大学矿业学院

摘 要：薄煤层储量占我国煤炭总储量的20%，受狭小采掘空间等特殊条件制约，薄煤层开采效益差、智能化水平低，产量仅占煤炭总产量的10%。基于薄煤层多样性赋存条件和提高工作面单产、卸压效果与采出率的不同开采需求，将薄煤层开采的技术需求分为3 类: 薄煤层长壁智能化综采、薄煤层保护层智能化开采和薄煤层高采出率开采技术。系统分析了我国薄煤层矿井开采设计、长壁综采装备、智能化开采技术、半煤岩巷道掘进和极薄煤层开采技术等方面的研究现状，详细介绍了3 类薄煤层开采技术的研究进展，具体包括: ①在长壁综采工作面智能化方面，提出了放大采区（ 面） 尺寸、降低采掘高度的立体化设计方法，开发了薄煤层开采方法、设备配套等辅助决策专家系统，研制了大功率、矮机身半煤岩快速掘进机及其支护机具和矮型化超长综采工作面成套装备，研发了“基于煤层条件精准探测预设割煤轨迹+三机协同控制+视频监控”的智能化开采技术; ②在高瓦斯薄煤层保护层智能化开采方面，揭示了卸压开采的应力－损伤－渗流耦合作用机制，提出了长壁面极限卸压采厚与钻采面卸压增透合理参数确定方法，研发了基于瓦斯浓度调控的智能割煤技术; ③在提高薄煤层采出率方面，研发极薄煤层的长壁综采自动化技术和五钻头自动换钻螺旋钻采煤机，开发了不同种类的薄煤层沿空留巷技术。提高薄煤层采掘装备的适应性和控制精度，构建智能开采与灾害防控一体化理论与技术将是薄煤层智能开采技术的研究方向。

关键词：薄煤层;智能开采;增产;卸压增透;采出率;