煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析

耿國(guó)春

開(kāi)灤(集團(tuán))有限公司林南倉(cāng)礦業(yè)分公司

煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析

耿國(guó)春

開(kāi)灤(集團(tuán))有限公司林南倉(cāng)礦業(yè)分公司

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，充填采礦技術(shù)不斷地被廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，相關(guān)針對(duì)性的研究正在進(jìn)行，這方面的應(yīng)用還有更高的提升空間。雖然目前我國(guó)充填采礦技術(shù)的應(yīng)用還存在著一些問(wèn)題，但我們可以針對(duì)這些問(wèn)題不斷地進(jìn)行研究，并不斷地完善，研發(fā)出新型的工藝技術(shù)和充填材料，從而提高充填技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)常見(jiàn)采礦工藝技術(shù)在采礦作業(yè)中的應(yīng)用及應(yīng)用過(guò)程中需注意的問(wèn)題進(jìn)行分析，以期為采礦企業(yè)效益的提升、作業(yè)人員的安全提供保障。

煤礦工程；采礦工藝；技術(shù)分析

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的采礦工藝技術(shù)逐漸趨于成熟，各種先進(jìn)的采礦技術(shù)手段也被廣泛應(yīng)用于煤礦采礦作業(yè)之中。采礦工藝技術(shù)在煤礦開(kāi)采業(yè)中占據(jù)十分關(guān)鍵的位置，直接影響著企業(yè)的整體利益，甚至威脅著工作人員的人身安全。因此，煤礦開(kāi)采企業(yè)應(yīng)重視采礦工藝的應(yīng)用，采取機(jī)械化、填充法等 采礦工藝，不斷提升采礦作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 煤礦采礦作業(yè)的特點(diǎn)

采礦作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性，為了有效避免事故的發(fā)生，工作人員必須充分了解采礦作業(yè)的主要特點(diǎn)：①礦產(chǎn)資源的固定性，采礦作業(yè)的工作對(duì)象為礦產(chǎn)資源，它們是自然界存在的固定礦體，且具備一定的不可再生性，因此，礦址是無(wú)法隨意選擇的；②采礦人員的流動(dòng)性，我國(guó)分布著很多中小型礦產(chǎn)企業(yè)，但這些企業(yè)的規(guī)模較小，生產(chǎn)力較低，加之工作環(huán)境惡劣、工人報(bào)酬低等因素，采礦工作中難免存在人員流動(dòng)問(wèn)題；③礦資的不可再生性，隨著礦產(chǎn)資源的快速開(kāi)發(fā)，礦資逐漸呈現(xiàn)枯竭趨勢(shì)，為了保證礦資的原量供應(yīng)，就需要進(jìn)行深層開(kāi)發(fā)，這不但增加了開(kāi)采難度還降低了生產(chǎn)效率，甚至造成貧礦的出現(xiàn)；④礦產(chǎn)資源質(zhì)量不穩(wěn)定性，作為一項(xiàng)收益高、風(fēng)險(xiǎn)高的項(xiàng)目，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)需要投入大量資金，加之其開(kāi)采周期較長(zhǎng)、開(kāi)采條件復(fù)雜等因素，標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)采簡(jiǎn)直遙不可及，極易影響礦資質(zhì)量；⑤開(kāi)采難度較大，采礦作業(yè)具有很大風(fēng)險(xiǎn)且多數(shù)在井下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與機(jī)械化具備很大難度。

2 不穩(wěn)定煤層開(kāi)采技術(shù)難題

不穩(wěn)定煤層因?yàn)槠浜穸茸兓?，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的原因，對(duì)礦山生產(chǎn)造成的重要影響包括以下幾點(diǎn)：

(1)影響采區(qū)巷道布置。已經(jīng)完成的開(kāi)采設(shè)計(jì)，巷道布置計(jì)劃等，因遇到厚度變化大的不穩(wěn)定煤層而不得不做出改變。一開(kāi)始設(shè)計(jì)為針對(duì)厚煤層的分層開(kāi)采，煤層突然變薄則必須改為單一開(kāi)采，而正在進(jìn)行的薄煤層單一開(kāi)采突遇煤層變厚，又必須轉(zhuǎn)為分層開(kāi)采。不管哪種情況都需要將已定的正在進(jìn)行的巷道布置計(jì)劃做出調(diào)整。

(2)影響計(jì)劃產(chǎn)量。根據(jù)薄煤層制定的單一煤層開(kāi)采計(jì)劃遇到煤層變厚的情況，要改變?cè)械南锏啦贾?，造成回采工作的延誤，影響到礦區(qū)的生產(chǎn)計(jì)劃及接續(xù)。而根據(jù)厚煤層制定的分層開(kāi)采計(jì)劃遇到煤層變薄情況，雖不會(huì)延誤生產(chǎn)工作，但是造成了資源和工時(shí)的浪費(fèi)，間接影響了產(chǎn)量。

3 采礦作業(yè)中的采礦工藝與技術(shù)管理

3.1 采用的開(kāi)采方式包括以下三種

1)分層下行開(kāi)采。這種方式在不穩(wěn)定煤層的開(kāi)采中最為常見(jiàn)。對(duì)于煤層較厚的情況實(shí)行分層開(kāi)采，沿走向設(shè)置長(zhǎng)壁工作面，然后從上至下進(jìn)行開(kāi)采。不過(guò)又因?yàn)槠浜穸茸儎?dòng)大，分層的方式不能再改變，所以工作面的生產(chǎn)效率以及回采率仍會(huì)受到影響，而且也不符合綜合機(jī)械化開(kāi)采的條件，更加限制了生產(chǎn)效率。

2)恒底分層開(kāi)采。這種方式是把回采工作面一直跟著底板的變化設(shè)置，首先將沿著底板的最下面的分層回采完畢，等頂?shù)装逋耆迓洳⒎€(wěn)定后沿著底板設(shè)置接下來(lái)的分層，同樣根據(jù)上述步驟完成其他分層的回采。不過(guò)這種開(kāi)采方式的要求是之前分層的煤層充分跨落后可以形成安全穩(wěn)定的再生頂，條件不好的煤層不能適應(yīng)，且上層垮落后到下層開(kāi)采前需要一段穩(wěn)定時(shí)間，影響生產(chǎn)進(jìn)度。

(3)一次全厚開(kāi)采。一次全厚開(kāi)采法，可以比較好地處理緩傾斜不穩(wěn)定煤層的開(kāi)采情況。這種方法要求沿煤層底板設(shè)置工作面，沿走向長(zhǎng)壁式回采底部煤層后再放頂煤，一次性將該層煤采完，巷道布置相對(duì)容易，工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，安全高效。工作面始終沿底板向前開(kāi)采，不穩(wěn)定煤層的厚度變化對(duì)其影響不大，且頂煤和底煤不會(huì)丟失，將煤的損失量降到最低。因此，這種方法可以作為處理緩傾斜不穩(wěn)定煤層的最優(yōu)方案。

3.2 一次采全高和放頂煤的適用條件

一次采全高綜采工藝適用條件：①適用于煤層賦存穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層厚度小于7m(目前國(guó)內(nèi)最大一次采全高為7.0m)的礦井；②適用于煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，可以適應(yīng)大采高支架重量和支護(hù)強(qiáng)度，同時(shí)頂板有一定的強(qiáng)度，能保證支架支撐狀態(tài)良好，不易發(fā)生冒頂事故的礦井；③適用于煤層有一定的強(qiáng)度，裂隙不發(fā)育，回采過(guò)程中煤壁片幫較小，煤體保持相對(duì)完整，能保證梁端距在可控范圍內(nèi)的礦井。

放頂煤回采工藝適用條件：①適用于煤層普氏系數(shù)不大的礦井，以普氏系數(shù)1～2的頂煤放出效果最好；②適用于開(kāi)采深度較深的礦井，開(kāi)采深度越深頂煤冒放性越好；③適用于煤層直接頂屬中硬，以粉砂巖，中粗砂巖的礦井；④適用于煤層厚度較厚的礦井，一般在4m以上，合理的煤層厚度以采放高度比為1：1～1：2最適宜，但不得大于1：3；⑤適用于煤層節(jié)理裂隙發(fā)育程度在0.3～0.4m的礦井?？傮w來(lái)講，裂隙發(fā)育程度高利于頂煤的再次破碎與冒落成均質(zhì)松散體，此時(shí)頂煤放出具有明顯的規(guī)律性，且回采率高。

綜述，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的深入發(fā)展，我國(guó)煤礦方面的開(kāi)采技術(shù)也日益更新，空?qǐng)鲩_(kāi)采、填充開(kāi)采、崩落開(kāi)采等先進(jìn)方法不但確保了工作人員的安全，還順應(yīng)了國(guó)家綠色低碳的環(huán)?？谔?hào)，是我國(guó)的煤礦開(kāi)采行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。因此，新時(shí)期的煤礦產(chǎn)業(yè)應(yīng)該不斷更新工藝技術(shù)，確保采礦的工作效率，以保證企業(yè)的長(zhǎng)久、穩(wěn)定發(fā)展。

[1] 胡以文. 淺談采礦工藝技術(shù)在采礦作業(yè)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，05：157.

[2] 高泳杰. 煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析[J]. 科技展望，2016，09：47-48.

[3] 曹學(xué)軍. 煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析[J]. 山東煤炭科技，2016，11：11-12.