近年来，随着煤炭资源的深度开发，煤炭行业面临资源接续日趋紧张、多重灾害耦合叠加、地质构造复杂带来的一系列复杂难采问题。《中国能源报》记者日前在全国煤矿复杂难采煤层开采现场会上了解到，我国复杂难采煤层开采的灾害超前治理持续加强，一批代表企业灾害防治能力明显提升，新技术新工艺落地生根。伴随煤炭开采不断走深，多个煤矿转变思路，开始从地面治理井下灾害。
复杂难采煤层主要指赋存不稳定、构造复杂或有特殊灾害威胁，在当前条件下开采困难、安全生产受限，需要采取比较特殊安全技术措施才能实现开采的煤层。据不完全统计，目前全国涉及复杂难采的煤矿约有1500处，合计产能约20亿吨，占全国煤炭总产能的近40%，遍布所有23个产煤省区。
“从开采特点看，开采时间越长、开采越深，难采程度相对越高，由此导致开采成本高、安全风险高、机械化程度低、劳动效率低、经济效益低。去年全行业亏损面为36%，这一些企业都涉及复杂难采。”中国煤炭工业协会副会长刘峰指出，复杂难采也有有利的一面，例如煤质相对较好、资源回收率较高，薄煤层的矿压小，相对安全，开采对地表扰动也较小。
灾害严重、复合性强、治理难度大，是复杂难采煤层开采需要面对的最要紧的麻烦。中国工程院院士康红普表示，复杂难采煤层赋存状态复杂，煤层厚度和倾角变化大、分布不稳定。同时，顶底板条件差、陷落柱发育和火成岩侵入煤层、高应力环境等多重挑战造成开采条件恶劣。
康红普指出，复杂难采煤层安全高效开采需要从地质、支护、回采等多方面发力。“通过地质构造与条件精准探测、复杂困难巷道围岩控制、回采工艺与装备及工作面矿压控制等一系列关键技术，优化开采方案、确保巷道稳定畅通并提高开采效率。”
复杂难采煤层开采的灾害超前治理持续加强，防治能力不断的提高。伴随灾害治理“三零”目标管理理念不断深入，以“一规程四细则”为基础的法规标准体系日渐完善，一批代表企业灾害防治能力显著提升。
中国煤科开发出基于工业以太网+现场总线的新一代煤矿安全监控系统，实现煤矿井下多系统融合和瓦斯灾害预警；山东能源集团提出“布局合理、生产有序、支护可靠、监控有效、卸压到位”治灾方针，建成灾害综合监管平台；陕煤彬长矿业取得冲击地压防治重大成果。
国家能源集团乌海能源公司副总经理司建军介绍，该公司乌达矿区的主要可采煤层是9号和10号煤层，属自燃煤层，煤尘均具有爆炸性。此外，10号煤层开采还受到顶板破碎、采空区再生顶板、采掘动压相互影响、上部采空区瓦斯水害等诸多问题困扰。“对此，矿区优化工作面布置，避开煤柱应力集中区，同时合理编排区内工作面采掘接续，选择科学有效的支护工艺及设备，并积极开展瓦斯治理与应用。”
据川煤集团科创中心主任唐锋介绍，该集团煤与瓦斯突出和高瓦斯矿井占比达90%，倾斜和急倾斜煤层占比为73.3%。川煤集团在复杂地质条件下的综合机械化开采技术基础上，在条件较好的近水平煤层开展智能化工作面建设，对倾斜煤层进行智能化开采研究，对大倾角、急倾斜煤层进行智能化开采攻关。目前已投入到正常的使用中15个薄煤层、大倾角、急倾斜智能化工作面，有力推动相关煤矿的增产减人、智能化控制和安全生产。
“当前普遍采用的瓦斯治理手段、技术和管理方法还未达到深部开采的要求。这是矿井实现生产安全高效、减人提效的最大挑战。”淮河能源控股集团潘二煤矿矿长姜自亮告诉《中国能源报》记者，“我们正采取上下协同区域瓦斯治理措施，实现井下治理和井上治理并重。最终要实现地面治理为主，井下治理为辅的瓦斯治理模式。”
姜自亮也提到，用于瓦斯治理的长钻孔也可用于注浆加固，实现“一孔多用”，减少井下打钻带来的安全风险。
据了解，煤矿注浆是重要的地下工程支护技术，通过注入特定材料到地下空间中，实现固结、加固和防水等目的。“赵固一矿水文地质条件复杂，水害治理工程量大、时间紧，井下治理一度存在钻探、注浆与采掘活动交叉并行现象，争空间、抢时间矛盾突出。”河南能源焦煤公司赵固一矿地面注浆站工作人员表示，该矿正持续推进“井上为主、井下辅助”的水害治理模式，建成智能化地面注浆系统，采用新型的注浆设备和控制管理系统，提高了注浆的效率和精度，从而提升注浆作业质量。
“油箱、配液箱、供液泵……”赵固一矿地面净化中心的工作人员向《中国能源报》记者介绍：“整套乳化液保障系统设备被转移到地面，通过管线联通至工作面。这样一来，井下机电设施数量减少，减轻了维护量和维护难度。同时，井下的液压支架系统对防污染要求比较高，特别是引入电液控制和智能化设备后，乳化液、乳化油的质量发展要求很严格。井下的水满足不了配比要求，易产生细菌和杂质，而地面净化设备过滤出来的水，基本能达到饮用标准。”
■本报实习记者 杨沐岩《 中国能源报 》（ 2024年09月23日 第08 版）
近年来，随着煤炭资源的深度开发，煤炭行业面临资源接续日趋紧张、多重灾害耦合叠加、地质构造复杂带来的一系列复杂难采问题。《中国能源报》记者日前在全国煤矿复杂难采煤层开采现场会上了解到，我国复杂难采煤层开采的灾害超前治理持续加强，一批代表企业灾害防治能力显著提升，新技术新工艺落地生根。伴随煤炭开采不断走深，多个煤矿转变思路，开始从地面治理井下灾害。
复杂难采煤层主要指赋存不稳定、构造复杂或有特殊灾害威胁，在当前条件下开采困难、安全生产受限，需要采取特殊安全技术措施才能实现开采的煤层。据不完全统计，目前全国涉及复杂难采的煤矿约有1500处，合计产能约20亿吨，占全国煤炭总产能的近40%，遍布所有23个产煤省区。
“从开采特点看，开采时间越长、开采越深，难采程度相对越高，由此导致开采成本高、安全风险高、机械化程度低、劳动效率低、经济效益低。去年全行业亏损面为36%，这些企业都涉及复杂难采。”中国煤炭工业协会副会长刘峰指出，复杂难采也有有利的一面，例如煤质相对较好、资源回收率较高，薄煤层的矿压小，相对安全，开采对地表扰动也较小。
灾害严重、复合性强、治理难度大，是复杂难采煤层开采需要面对的首要问题。中国工程院院士康红普表示，复杂难采煤层赋存状态复杂，煤层厚度和倾角变化大、分布不稳定。同时，顶底板条件差、陷落柱发育和火成岩侵入煤层、高应力环境等多重挑战造成开采条件恶劣。
康红普指出，复杂难采煤层安全高效开采需要从地质、支护、回采等多方面发力。“通过地质构造与条件精准探测、复杂困难巷道围岩控制、回采工艺与装备及工作面矿压控制等一系列关键技术，优化开采方案、确保巷道稳定畅通并提高开采效率。”
复杂难采煤层开采的灾害超前治理持续加强，防治能力不断提升。伴随灾害治理“三零”目标管理理念不断深入，以“一规程四细则”为基础的法规标准体系日渐完善，一批代表企业灾害防治能力显著提升。
中国煤科开发出基于工业以太网+现场总线的新一代煤矿安全监控系统，实现煤矿井下多系统融合和瓦斯灾害预警；山东能源集团提出“布局合理、生产有序、支护可靠、监控有效、卸压到位”治灾方针，建成灾害综合监管平台；陕煤彬长矿业取得冲击地压防治重大成果。
国家能源集团乌海能源公司副总经理司建军介绍，该公司乌达矿区的主要可采煤层是9号和10号煤层，属自燃煤层，煤尘均具有爆炸性。此外，10号煤层开采还受到顶板破碎、采空区再生顶板、采掘动压相互影响、上部采空区瓦斯水害等诸多问题困扰。“对此，矿区优化工作面布置，避开煤柱应力集中区，同时合理编排区内工作面采掘接续，选择科学有效的支护工艺及设备，并积极开展瓦斯治理与应用。”
据川煤集团科创中心主任唐锋介绍，该集团煤与瓦斯突出和高瓦斯矿井占比达90%，倾斜和急倾斜煤层占比为73.3%。川煤集团在复杂地质条件下的综合机械化开采技术基础上，在条件较好的近水平煤层开展智能化工作面建设，对倾斜煤层进行智能化开采研究，对大倾角、急倾斜煤层进行智能化开采攻关。目前已投入使用15个薄煤层、大倾角、急倾斜智能化工作面，有力推动相关煤矿的增产减人、智能化控制和安全生产。
“当前普遍采用的瓦斯治理手段、技术和管理方法还没有达到深部开采的要求。这是矿井实现生产安全高效、减人提效的最大挑战。”淮河能源控股集团潘二煤矿矿长姜自亮告诉《中国能源报》记者，“我们正采取上下协同区域瓦斯治理措施，实现井下治理和井上治理并重。最终要实现地面治理为主，井下治理为辅的瓦斯治理模式。”
姜自亮也提到，用于瓦斯治理的长钻孔也可用于注浆加固，实现“一孔多用”，减少井下打钻带来的安全风险。
据了解，煤矿注浆是重要的地下工程支护技术，通过注入特定材料到地下空间中，实现固结、加固和防水等目的。“赵固一矿水文地质条件复杂，水害治理工程量大、时间紧，井下治理一度存在钻探、注浆与采掘活动交叉并行现象，争空间、抢时间矛盾突出。”河南能源焦煤公司赵固一矿地面注浆站工作人员表示，该矿正持续推进“井上为主、井下辅助”的水害治理模式，建成智能化地面注浆系统，采用新型的注浆设备和控制系统，提高了注浆的效率和精度，从而提升注浆作业质量。
“油箱、配液箱、供液泵……”赵固一矿地面净化中心的工作人员向《中国能源报》记者介绍：“整套乳化液保障系统设备被转移到地面，通过管线联通至工作面。这样一来，井下机电设备数量减少，减轻了维护量和维护难度。同时，井下的液压支架系统对防污染要求较高，特别是引入电液控制和智能化设备后，乳化液、乳化油的质量要求非常严格。井下的水满足不了配比要求，容易产生细菌和杂质，而地面净化设备过滤出来的水，基本能够达到饮用标准。”