我國煤炭資源賦存復雜程度世所罕見，開采條件千差萬別，各種地質構造和自然災害一應俱全，生產(chǎn)力發(fā)展水平極不平衡極不充分。可以說，我國煤礦開采就是世界煤礦活的“博物館”。
近年來，隨著煤炭資源的深度開發(fā)，行業(yè)資源接續(xù)日趨緊張，多重災害耦合疊加，地質構造異常復雜，由此帶來的一系列復雜難采問題日益凸顯。復雜難采已成為制約煤炭工業(yè)高質量發(fā)展的重大問題之一。
復雜難采煤層大體分兩類
復雜難采煤層主要指那些賦存不穩(wěn)定、構造復雜或有特殊災害威脅，在當前開采條件下開采困難，安全生產(chǎn)受限，需要采取一些特殊的、附加的安全技術措施方能實現(xiàn)開采的煤層。
總體看，大體可分為兩類：一是受災害威脅的煤層，主要指存在高瓦斯、煤與瓦斯突出、巖爆及沖擊地壓、富含水（水文地質條件復雜或極復雜）、高溫熱害（采掘工作面空氣溫度超過26攝氏度、機電設備硐室超過30攝氏度）、自燃或易自燃等危險的煤層；二是地質構造條件復雜、賦存條件差的煤層，主要指構造復雜（如斷層、陷落柱、褶皺、巖漿巖侵入等）、傾斜急傾斜（煤層傾角大于25度）、極薄特厚（厚度小于1.3米或大于10米）、大采深（采深超過800米）、“三軟”以及局部不穩(wěn)定煤層。
從復雜難采的特點看，主要表現(xiàn)為三個方面。
一是復雜難采煤礦數(shù)量多，規(guī)模大，覆蓋面廣。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前，全國涉及復雜難采的煤礦約有1500處，合計產(chǎn)能約20億噸，占全國煤炭總產(chǎn)能的近40%，遍布所有23個產(chǎn)煤省區(qū)，涉及各類開采開拓方式，立井、斜井及綜合開拓的井工礦占近九成。
二是災害嚴重，復合性強，治理難度大。從受自然災害威脅看，共有災害嚴重的正常生產(chǎn)煤礦1128處（不含高溫熱害和自燃易自燃情形）。其中，高瓦斯煤礦464處、突出礦井489處、水文地質類型復雜極復雜煤礦205處、沖擊地壓煤礦138處，兩種及以上災害嚴重煤礦有145處；從地質構造和賦存條件看，85%以上的礦區(qū)賦存有薄煤層，儲量約占全國儲量的20%，產(chǎn)量約占全國產(chǎn)量的10%。86%的薄煤層厚度為0.8米至1.3米。傾斜急傾斜產(chǎn)量約占全國產(chǎn)量的7%?！叭隆焙瓦厧蛪好毫烤薮蟆?jù)不完全統(tǒng)計，目前，全國“三下”和邊幫壓煤量超過440億噸。平均開采深度接近500米，其中800米采深煤礦有210余處，千米深井有60余處。
三是“兩高三低”特征明顯，開采利弊共存。從開采特點看，開采時間越長、開采越深，難采程度相對越高，由此帶來開采成本高、安全風險高、機械化程度低、勞動效率低、經(jīng)濟效益低。當然，復雜難采的煤層，其煤質相對較好，資源回收率較高。部分難采煤層，比如薄煤層礦壓小、相對安全，開采對地表擾動也較小。
復雜難采領域取得階段性成效
近年來，黨和國家提出并實施了一系列涉及安全生產(chǎn)、智能化建設、清潔高效利用、綠色轉型等支持和引導煤炭工業(yè)健康發(fā)展的政策舉措，各產(chǎn)學研用單位積極作為，在復雜難采方面做了大量的科研實踐工作，取得了明顯成效。
一是煤炭資源勘查與地質保障不斷增強。以煤為主，包含煤層氣、頁巖氣以及高嶺土、鋁土礦等多能源礦產(chǎn)協(xié)同勘查的綜合技術體系構建。煤礦地質保障技術體系初步形成，可精細探測井下80米范圍內復雜地質構造與災害源，實現(xiàn)透射法300米跨度工作面的地質構造和災害源探測，基本可探明1000米深度以內落差3米至5米以上的斷層和直徑20米以內的陷落柱。透明地質標準體系與管理系統(tǒng)初步建立，復雜地質條件評價、地質災害預警、工作面精細建模、地質大數(shù)據(jù)分析等成果逐步得到應用。
二是深部資源開發(fā)建設成績喜人。在深井、高瓦斯、高地壓、高地溫、復雜構造、復雜水文等條件下，我國煤礦深井建設、掘進、支護取得重大突破，凍結、鉆井、注漿等特殊鑿井設計施工技術達到國際領先水平，凍結法鑿井技術和井筒地面預注漿最大深度均達到1000米。破解深厚含水砂層深長斜井“凍掘”難題和長距離斜井深埋超長、富水高壓、地層多變的“盾構”難題，引入深井全斷面硬巖掘進技術裝備，掘支運一體化快掘技術、錨注噴協(xié)同支護技術和深部軟巖工程耦合支護技術取得突破，研發(fā)了智能快掘系統(tǒng)，探索了軟巖沿空留巷治理技術，提出了深部煤炭原位流態(tài)化開采科學構想和沖擊地壓巷道防沖吸能支護理論。
三是科學家精神在煤海扎根綻放。多年來，以張鐵崗、袁亮、何滿潮、康紅普、顧大釗、武強、王雙明、王國法、葛世榮、潘一山等為代表的科學家們腳踏實地、開拓創(chuàng)新，攻克瓦斯治理、水害防治、頂板支護、沖擊地壓防治等難關，在“110工法”、保水開采、透明地質、智能化開采等方面取得了一系列成果。
四是災害防治能力不斷提升。煤礦災害治理“三零”目標管理理念不斷深化，以“一規(guī)程四細則”為基礎的法規(guī)標準體系日漸完善。河南能源集團創(chuàng)新構建極復雜難采煤層安全高效開采技術體系，有效解決了碎軟低滲突出煤層高效開采、“三下一上”煤層高效開采等難題。中國煤科開發(fā)基于工業(yè)以太網(wǎng)＋現(xiàn)場總線的新一代煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了井下多系統(tǒng)融合和瓦斯災害預警。
五是涉及復雜難采的煤礦智能化建設加快實踐。國家能源集團神東煤炭公司榆家梁礦在較薄煤層綜采工作面實踐了“采煤工藝編輯+截割模板”遠程操控模式。中國中煤大海則礦形成了大埋深、大涌水、大采高、大產(chǎn)量的2000萬噸級礦井常態(tài)化智能開采模式?；春幽茉醇瘓F朱集東礦在大采深、高瓦斯、高地壓、高地溫地質條件下實現(xiàn)了薄煤層智能化開采。川煤集團斌郎礦突破了復雜煤層最大傾角70度的智能化開采極限。陜煤集團黃陵礦業(yè)公司攻克了0.78米以下極薄煤層智能開采難關。
六是復雜條件煤炭安全高效開采水平提升。淮北礦業(yè)集團完成了復雜條件下較薄煤層綜采、“三軟”特厚綜放、近距離煤層聯(lián)合綜放、大傾角仰俯采等項目研發(fā)應用。冀中能源集團東龐礦成功掌握從薄到厚再到特厚煤層的自動化開采技術。中煤平朔東露天礦采取分層分采、傾斜劃分臺階的方式對薄煤層進行開采。潞安化工集團“三下”充填開采和離層注漿技術取得重大經(jīng)濟效益和社會效益等。
七是職業(yè)健康和職工關懷溫暖人心。中國平煤神馬集團逐步形成“生產(chǎn)集中區(qū)域以進風井口全風量降溫+井下集中降溫為主、邊遠區(qū)域局部降溫補充”的熱害治理技術路線。國家能源集團烏海能源公司全面取消夜班工作模式。陜煤集團紅柳林礦探索“井下空氣革命”，努力讓礦工在百米井下實現(xiàn)呼吸自由。
破解復雜難采難題仍需多方努力
面對復雜難采，我們要持續(xù)推進理念創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、政策創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和技術創(chuàng)新，扎實做好復雜難采這篇大文章。
一要加強頂層設計，統(tǒng)籌好安全性、技術性和經(jīng)濟性的關系。復雜難采是項復雜的、艱巨的、長期的系統(tǒng)工程，涉及地質、建設、安全、生產(chǎn)、技術、裝備、智能化、轉型等方面。要加強調查研究、前瞻布局、頂層設計、綜合施策，全面考慮自然因素、技術因素、政策因素、市場因素，統(tǒng)籌礦區(qū)環(huán)境容量、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、煤礦科技水平、煤炭運輸條件和災害防治能力等。
二要堅持激勵約束并重，統(tǒng)籌好質量和效益的關系。復雜難采是門實踐學問。煤炭企業(yè)特別是大集團要做好分類考核、分類指導。對于那些成本過高、安全壓力大的復雜難采煤礦，更應注重提升專業(yè)化管理和服務保障能力，不宜盲目增產(chǎn)快產(chǎn)，適時可考慮穩(wěn)產(chǎn)減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)轉產(chǎn)；對于需要開采的難采煤層，在保證總體經(jīng)濟效益和社會效益前提下，應在經(jīng)濟上給予一定的傾斜政策。
三要注重發(fā)揮科技創(chuàng)新在發(fā)展新質生產(chǎn)力中的支撐作用，統(tǒng)籌好教育、科技和人才的關系。我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。隨著復雜難采日趨常態(tài)化，新的重大科技問題亟需研究攻關轉化。要依靠科技進步保障重大災害治理，提升難采煤層和小塊段煤炭資源的自動化開采水平，解決大傾角及深井高應力巷道支護難題，進一步優(yōu)化改進復雜條件下的采煤工藝與勞動組織，高效解決煤與瓦斯及伴生資源共采難題，有效提高復雜條件下設備的可靠性、穩(wěn)定性和適用性，加快深部礦井建設和安全高效采煤，加快高精度煤炭地質勘查技術的攻關，解決充填和保水等綠色開采的技術裝備及成本問題。
四要加快綠色轉型，統(tǒng)籌好整體和局部、當前和長遠的關系。要先立后破、穩(wěn)中求進、有序進退、加減并用，從涉及復雜難采的煤礦實際出發(fā)，講究方式、方法和策略，把解決具體問題與解決深層次問題結合起來，把局部利益放在全局利益中去考慮把握，把眼前需要與長遠謀劃統(tǒng)一起來，穩(wěn)步推進綠色轉型。
五要以人為本，統(tǒng)籌好職工物質與精神、共享與共富的關系。要著力改善工作環(huán)境，降低勞動強度，提升職工素質，特別是提高井下采掘一線待遇。在復雜條件下最大限度提高生產(chǎn)效率，聚焦保障職業(yè)健康，加快井下危險崗位、有限空間作業(yè)的機器人替代。
來源：中國煤炭報
