剖析煤礦采礦的新技術(shù)與開(kāi)采方法

周鶴壽

(神華寧煤集團(tuán)金鳳煤礦籌建處生產(chǎn)技術(shù)科，寧夏回族自治區(qū) 吳忠市鹽池縣 751504）

煤礦開(kāi)采技術(shù)和改革隨著當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形勢(shì)以及地方煤礦的發(fā)展需求影響而必須面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)，使其能夠在煤炭開(kāi)采技術(shù)的前沿有立足之地，并且能夠?qū)鉀Q煤炭工業(yè)工程的實(shí)際問(wèn)題起到一定的作用。因此，如今越來(lái)越多煤礦采礦技術(shù)和開(kāi)采方法被廣泛應(yīng)用，它們也會(huì)起到越來(lái)越重要的作用。

一、我國(guó)的煤礦

我國(guó)雖然說(shuō)從油和氣貯藏而言方面是一個(gè)相對(duì)貧乏的國(guó)家，但是我國(guó)的煤炭含量卻是

相當(dāng)?shù)母挥?，在一次性能源中煤炭就占?0%左右?？梢哉f(shuō)，長(zhǎng)期以來(lái)煤炭一直是我國(guó)一次性能源結(jié)構(gòu)中的主要能源。越來(lái)越多的生態(tài)問(wèn)題也隨著煤礦越來(lái)越大的開(kāi)采規(guī)模而被凸顯出來(lái)，比如說(shuō)像是建筑物和農(nóng)田的大量被破壞、堆積成山的矸石、徑流量逐漸減少的河川、嚴(yán)重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趨惡化、地下水中礦物內(nèi)的有害物質(zhì)越來(lái)越多等現(xiàn)象都是由于煤礦的開(kāi)采而引起的。由此，采取合理的開(kāi)采技術(shù)以及有效的開(kāi)采方法和防止措施，這對(duì)于煤礦開(kāi)采實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也就顯得尤為重要。

煤礦開(kāi)采的中長(zhǎng)期研究開(kāi)發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備是需要重點(diǎn)從事的工作內(nèi)容，這樣才能夠保障采礦新技術(shù)能夠緊隨產(chǎn)業(yè)科技前沿步伐。將主導(dǎo)的核心技術(shù)定位于煤礦開(kāi)采技術(shù)及配套裝備，這不僅能使技術(shù)占領(lǐng)制高點(diǎn)，還能夠保障煤礦產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展。

二、適用于我國(guó)煤礦采礦中的新技術(shù)

生產(chǎn)能力較小的煤礦、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造引起的煤層賦存變化大、急傾斜煤層和薄煤層占了一定數(shù)量，這幾點(diǎn)給許多地區(qū)的開(kāi)采都帶來(lái)了較大困難，因此，為了使礦井的高產(chǎn)高效得到提升，對(duì)于采礦技術(shù)的分析和開(kāi)發(fā)就變得至關(guān)重要了。單一長(zhǎng)壁采煤方法對(duì)于煤礦而言已經(jīng)日趨成熟，像是放頂采煤技術(shù)、采用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法應(yīng)對(duì)急傾斜煤層、小階段爆破落煤等采煤方法就是現(xiàn)今主要發(fā)展的幾種方法。

（1）采煤技術(shù)中的炮采放頂煤。首先就是主要針對(duì)煤層厚度為5m以上的傾斜和急傾斜煤層的滑移支架放頂煤采煤法。是由頂梁和支柱兩個(gè)部分組成滑移頂梁，頂梁和前梁彈簧鋼上必須有前梁和后梁經(jīng)過(guò)，或者說(shuō)是與導(dǎo)向槽連接，且有2-5個(gè)數(shù)量不等的液壓?jiǎn)误w柱為其支架的支柱。除此之外，其探梁或者是挑梁是可以安置在前梁前端的，尾梁是可以安置在后梁尾端的。這樣的滑移頂梁支架不僅具有比例安全可靠的優(yōu)勢(shì)，而且還具有可以自移、較輕的質(zhì)量、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、拆卸安置便利、較低本錢(qián)、較強(qiáng)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。因此，這是適合廣泛推廣運(yùn)用于中小型煤礦中的開(kāi)采技術(shù)。但是，就工作面而言，其偏低且較差穩(wěn)定性的支架初撐力和工作阻力，這是滑移支架開(kāi)采所面臨的主要難題。第二個(gè)就是二型鋼梁放頂煤開(kāi)采，它是將二型鋼梁、單體液壓支柱對(duì)棚架設(shè)的方式采用至二型鋼梁放頂煤上作面支護(hù)，將放炮落以及人工破網(wǎng)放煤采用至工作面，并對(duì)其進(jìn)行分別采放。這類(lèi)應(yīng)用比較適合于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦、煤層變化較大賦存條件或者是較低水平技術(shù)的地區(qū)。

（2）采煤技術(shù)中的偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法。煤層傾角的大小決定了這種采煤法的工作面區(qū)段高度，其工作面的傾角會(huì)隨著偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法而變緩，加上其較長(zhǎng)的工作面，從而其長(zhǎng)壁采煤法巷道部署、生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及掘進(jìn)率低的相關(guān)系列特征都是由于具有緩斜、傾斜煤層導(dǎo)致的。為了達(dá)到隔開(kāi)工作空間和采空區(qū)的目的，將這種采煤方法應(yīng)用于掩護(hù)支架是極為合適的，它不僅能將復(fù)雜頂板的辦理工作大大簡(jiǎn)化，還能夠創(chuàng)建一個(gè)良好的條件保障生產(chǎn)安全，將工作面煤炭自溜，使得勞動(dòng)強(qiáng)度減弱。對(duì)于開(kāi)采傾角大于印而言這種偽傾角柔性掩護(hù)支架采煤法是最合適不過(guò)的了。

（3）采煤技術(shù)中的小階段爆破落煤采煤法。將區(qū)段內(nèi)煤體分成多個(gè)小區(qū)段而進(jìn)行的無(wú)人員、無(wú)設(shè)備、無(wú)支護(hù)這樣“三無(wú)”的工作面開(kāi)采采煤方法被稱(chēng)之為是小階段爆破落煤采煤法。對(duì)于開(kāi)采傾角大于400的范圍、厚度為3.5-7.5m且頂?shù)装宀灰谆涞牟灰?guī)則煤層，最適用的采煤技術(shù)就是小階段爆破落煤采煤法，比如說(shuō)是低瓦斯礦井。較好的安全性、簡(jiǎn)單的回采工藝、較高的工效是它的優(yōu)點(diǎn)特征，而相對(duì)的缺點(diǎn)就是較低的回采率、復(fù)雜的通風(fēng)系統(tǒng)以及較困難的風(fēng)流分配。

（4）采煤技術(shù)中的刨煤機(jī)采煤方法。刨煤機(jī)開(kāi)采技術(shù)不僅對(duì)于煤炭生產(chǎn)效率的提升有著很大貢獻(xiàn)，同時(shí)它也是中等及薄煤層開(kāi)采初次進(jìn)行成功的技術(shù)典范。其每刀截深根據(jù)煤的硬度可達(dá)到250mm，智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是現(xiàn)今工作面輸送機(jī)和刨煤機(jī)所廣泛采用的系統(tǒng)，加上有支架控制系統(tǒng)的可靠配合，使得工作面采煤的全部自動(dòng)化得以順利實(shí)現(xiàn)。刨煤機(jī)相較于滾筒采煤機(jī)而言是比較簡(jiǎn)單的，滾筒采煤機(jī)是需要有專(zhuān)人根據(jù)可彎曲鎧裝輸送機(jī)的平面進(jìn)行“找平”，而刨煤機(jī)僅需要由一根無(wú)極繩對(duì)機(jī)體進(jìn)行牽引，在可彎曲鎧裝工作面輸送機(jī)上焊接導(dǎo)軌，使其割煤由工作面端頭開(kāi)始沿導(dǎo)軌滑行。

三、對(duì)采礦方法的簡(jiǎn)單分析

采礦方法發(fā)展到今天已經(jīng)有超過(guò)100種，像空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法和崩落采礦法是目前最流行的以采礦過(guò)程中的地壓管理方式為依據(jù)的三種方式。但是，當(dāng)采礦方法運(yùn)用不當(dāng)時(shí)是會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)和危害出現(xiàn)的，以下將對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單分析：

（1）為礦體開(kāi)采帶來(lái)不便與難度且使開(kāi)采作業(yè)的危險(xiǎn)性增加了一定幅度，這可能是由于礦體勘探的程度較低沒(méi)有對(duì)埋藏情況和規(guī)模有清楚的了解、錯(cuò)誤的對(duì)采場(chǎng)采準(zhǔn)工程進(jìn)行布置、對(duì)采準(zhǔn)工程有欠缺或滯后等原因所引起的。

（2）冒頂、片幫、地壓增大的隱患與危險(xiǎn)等情況出現(xiàn)在開(kāi)采作業(yè)中，這可能就是由于采礦方法或順序不當(dāng)所引起的。這不僅會(huì)使得不合適的開(kāi)采工藝、復(fù)雜的安全生產(chǎn)條件以及頂板管理不方便等情況出現(xiàn)，嚴(yán)重的還會(huì)直接導(dǎo)致各種事故發(fā)生。

（3）地壓在開(kāi)采時(shí)增大、采場(chǎng)的頂板出現(xiàn)冒落、片幫、變形甚至被破壞的回采巷道等情況則是由于不合理的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采順序所導(dǎo)致的。

（4）人員由于回采工作面的人行通風(fēng)天井與聯(lián)絡(luò)道沒(méi)有貫通，使得他們進(jìn)入回采工作面只能選擇從出礦口進(jìn)入，這樣就無(wú)法保障他們的作業(yè)安全性。

（5）人員的通行會(huì)受間距過(guò)大的采場(chǎng)人行聯(lián)絡(luò)道影響而變得困難。

（6）由于不貫通的天井與上部中段平巷以及不暢通的通風(fēng)條件，從而導(dǎo)致沒(méi)有新鮮的風(fēng)流進(jìn)入采場(chǎng)，這樣極易導(dǎo)致人員炮煙中毒事故的發(fā)生。

（7）人員由于采場(chǎng)作業(yè)在出礦口出礦或出礦中出現(xiàn)礦石懸空后進(jìn)入而導(dǎo)致自身陷入礦石流中，從而引起傷亡事故的發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

采礦科學(xué)發(fā)展的主題永遠(yuǎn)都會(huì)圍繞著采煤方法的完善和技術(shù)的進(jìn)步，因?yàn)樗粌H對(duì)煤炭開(kāi)采的各環(huán)節(jié)變革有一定的促進(jìn)帶動(dòng)作用，而且能夠促使現(xiàn)代采煤的高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性得以實(shí)現(xiàn)，將采煤技術(shù)和方法與現(xiàn)代的高新技術(shù)相結(jié)合就是其基本途徑。

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