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

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

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