采煤技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用及實(shí)例分析

田金旻

【摘 要】在當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展的新形勢(shì)下，煤礦開(kāi)采技術(shù)不斷得到進(jìn)步，各種新型采煤工藝得以被開(kāi)發(fā)出來(lái)，從而大大提高了煤礦采集效率，截止到目前為止，我國(guó)采煤技術(shù)已日趨成熟，對(duì)于研究現(xiàn)如今煤礦的采煤技術(shù)對(duì)于煤礦提高其管理效率和提高工作效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文主要對(duì)幾種采煤技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用了簡(jiǎn)要的介紹，并在最后就一具體案例進(jìn)行說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】采煤技術(shù)；實(shí)際應(yīng)用；分析

0.前言

煤炭資源作為我國(guó)主要的能源，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著十分重要的作用，全國(guó)每年對(duì)煤炭的需求量也在逐年攀升，從而導(dǎo)致煤炭資源開(kāi)采速度的加快，同時(shí)也導(dǎo)致了大量煤礦的枯竭。同時(shí)還有許多煤礦因地質(zhì)儲(chǔ)煤條件不良也加劇了其開(kāi)采難度，針對(duì)此種情況，通過(guò)研發(fā)和利用新的采煤技術(shù)，將其應(yīng)用到實(shí)際的采煤工作當(dāng)中，可以有效的提高煤礦企業(yè)的采煤效率，本文主要對(duì)幾種新采煤技術(shù)進(jìn)行介紹，同時(shí)結(jié)合具體案例，對(duì)其進(jìn)行分析。

1.幾種主流的采煤技術(shù)

1.1基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的采煤技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用為采煤技術(shù)的信息化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。通過(guò)建立計(jì)算機(jī)平臺(tái)，可以對(duì)煤礦周邊巖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)控和分析，從而根據(jù)采礦的實(shí)際信息，實(shí)現(xiàn)開(kāi)采過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效、安全、低成本的開(kāi)采目標(biāo)。通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)煤層的開(kāi)采條件及地質(zhì)條件進(jìn)行分析，從而確定煤層的深度、厚度以及軟硬程度，運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，分析采煤過(guò)程中的沖擊顯現(xiàn)發(fā)生機(jī)理，以便于從中找到問(wèn)題，以便于優(yōu)化支護(hù)質(zhì)量和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)手段，使得開(kāi)采工作更加安全可靠。

1.2水利采煤技術(shù)

利用高壓水流直接重落煤層，既可以減少煤塵對(duì)采礦工人的健康威脅，又能夠?qū)崿F(xiàn)高效安全的施工，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境的影響也較小，是一種發(fā)展前景較為廣闊的環(huán)保采煤技術(shù)。利用鉆孔機(jī)將孔打入到煤層內(nèi)部，然后用水流切割碎煤層，使得工作層的煤與水混合形成流動(dòng)的煤水混合物，借助于水的動(dòng)力上升到地面，面對(duì)頻發(fā)發(fā)生的煤礦礦難，該種技術(shù)減少了人員傷亡率，不失為一種高效安全的采煤技術(shù)，在實(shí)際中得到了廣闊的應(yīng)用。

1.3“三下采煤新技術(shù)

“三下“采煤技術(shù)是通過(guò)選取合理科學(xué)的采煤方法來(lái)控制地面沉降以保證地表建筑物安全的一種采煤方法。根據(jù)所保護(hù)對(duì)象的不同，有限厚開(kāi)采、充填開(kāi)采、條帶開(kāi)采、分層開(kāi)采、協(xié)調(diào)開(kāi)采等多種形式[1]。

1.3.1井柱開(kāi)采技術(shù)

為了保護(hù)煤柱回收而開(kāi)發(fā)出來(lái)的井柱開(kāi)采技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中具有自身的特點(diǎn)，由于開(kāi)采地區(qū)的特殊性，該種技術(shù)涉及到井筒保護(hù)技術(shù)和井下開(kāi)采技術(shù)，由于應(yīng)用多種技術(shù)，使得其開(kāi)采難度較大，在我國(guó)此種技術(shù)應(yīng)用較少，但是由于我國(guó)煤礦多為立井開(kāi)拓，故在將來(lái)此種技術(shù)必然會(huì)受到極大的推廣和應(yīng)用。

1.3.2條帶開(kāi)采技術(shù)

為了對(duì)采煤盆地地形得到充分的利用，同時(shí)對(duì)地面變形情況得到有效的控制，對(duì)此可以應(yīng)用條帶采煤技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。其原理是將地面變形和沉降控制在可控范圍之內(nèi)，而允許地面出現(xiàn)一定的波浪沉降，在條件許可的情況下，可以適當(dāng)?shù)脑黾訔l帶開(kāi)采寬度。由于該種技術(shù)工作面較窄，采煤效率較低，近幾年主要對(duì)提高開(kāi)采率進(jìn)行了很多研究，也取得了一定的進(jìn)展。

2.實(shí)例分析

2.1矸石直接充填采煤技術(shù)

煤礦工作面采空區(qū)的存在增加了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，而目前我國(guó)因“三下”（鐵路下、建筑物下、水體下）壓煤嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了煤炭的開(kāi)采效率，而為了解決此類問(wèn)題，同時(shí)解決矸石堆放問(wèn)題，從而開(kāi)發(fā)出了矸石充填采煤技術(shù)，該技術(shù)由于綠色環(huán)保，正在部分地區(qū)得到推廣，而本文以鑫發(fā)礦業(yè)有限公司為例，對(duì)其進(jìn)行實(shí)例分析。該煤礦采用暗斜井和平峒方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)井田，同時(shí)采用先進(jìn)的采煤方法，而本文則主要分析矸石直接采煤技術(shù)在其的應(yīng)用情況。

鑫發(fā)礦業(yè)矸石直接充填采煤工作試驗(yàn)面為23工作面，該工作面位于對(duì)應(yīng)于地面位置鑫發(fā)礦業(yè)東北部，地表建筑物有地面注漿站、機(jī)修車(chē)間、礦機(jī)修廠等多種建筑。23工作面煤層傾角為6°～10°，煤層厚度為7.2米，煤層下部有約為0.7米后的矸石層，在實(shí)際操作中，23工作面所用的充填材料為地面選煤廠洗選的矸石和粉煤灰，通過(guò)運(yùn)輸機(jī)向工作面運(yùn)輸填充料，經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用效果良好。

2.2綜合填充采煤技術(shù)

長(zhǎng)壁綜采應(yīng)用于較厚煤層開(kāi)采，而實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵之一就是要有相應(yīng)的配套開(kāi)采設(shè)備，其中在里面發(fā)揮主要填充設(shè)備的為自夯式充填液壓支架、充填開(kāi)采運(yùn)輸機(jī)等[2]。

綜采充填采煤技術(shù)將充填技術(shù)與采煤工藝完美的結(jié)合起來(lái)，在將工作面煤層開(kāi)采完成之后，啟動(dòng)矸石運(yùn)輸機(jī)將矸石運(yùn)輸?shù)讲煽諈^(qū)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)采區(qū)的充填。充填順序由機(jī)尾向機(jī)頭進(jìn)行，將材料卸到指定地點(diǎn)之后對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)，當(dāng)工作面被全部填充完成之后即可進(jìn)行下一個(gè)工作面。

2.3巷采充填采煤技術(shù)

為了處理礦井內(nèi)大量的矸石，研制出巷采充填采煤技術(shù)，該技術(shù)在“三下”以及大巷保護(hù)煤柱進(jìn)行挖掘時(shí)，先掘進(jìn)出煤，隨后用矸石進(jìn)行填充。在充填采煤液壓支架的支撐下，在工作面前面采煤，后面進(jìn)行充填，二者互不干擾平行進(jìn)行。充填工藝流程主要如下：將刮板運(yùn)輸機(jī)在工作面豎直固定之后，將后部充填運(yùn)輸機(jī)移植到支架后頂梁后面，隨后填充作業(yè)開(kāi)始進(jìn)行，當(dāng)卸料高度達(dá)到一定值之后，即可進(jìn)行下一個(gè)孔道的卸料工作，如此反復(fù)，直到采空區(qū)被填滿為止[3]。

3.效果評(píng)析

承德鑫發(fā)礦業(yè)有限公司積極采用新采煤技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化對(duì)開(kāi)采區(qū)的劃分，同時(shí)將廢棄的矸石進(jìn)行填充，使得對(duì)地面的影響降到最低，減少了地面的不均勻沉降。同時(shí)由于固體充填采煤工作面是一個(gè)由多系統(tǒng)、多設(shè)備組成的復(fù)雜系統(tǒng)，既要實(shí)現(xiàn)前部采煤又要進(jìn)行后部矸石填充，對(duì)煤礦企業(yè)的管理和機(jī)械控制能力都提出了很高的要求。當(dāng)然該企業(yè)很好的將這幾點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，在取得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也加強(qiáng)了對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的保護(hù)。

4.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家，同時(shí)我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量巨大，通過(guò)研發(fā)新采煤技術(shù)以實(shí)現(xiàn)采煤效果的提高，對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)將顯得意義重大。固體填充采煤技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了綠色煤炭開(kāi)采的目的，且該種方法已在多個(gè)地區(qū)得以實(shí)施，并取得了良好的實(shí)際效果。通過(guò)對(duì)開(kāi)采區(qū)進(jìn)行填充，既可以將矸石廢物在利用，又能夠達(dá)到控制地面沉降之效果，該種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“三下”的規(guī)模性采煤，解決了矸石排放對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，其將具有廣闊的應(yīng)用前景。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]繆協(xié)興，張吉雄，郭廣禮.綜合機(jī)械化固體廢物充填采煤方法與技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[2]錢(qián)鳴高，許家林.煤炭工業(yè)發(fā)展面臨幾個(gè)問(wèn)題的討論[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2006，23（02）：127-132.

[3]戈海賓，張玉建，余同勇.煤礦開(kāi)采沉陷有效控制新途徑的探討[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2006（01）：71-72.