煤礦采煤技術(shù)的合理優(yōu)化探討

摘 要：基于目前我國采煤方法落后、設(shè)備不夠先進(jìn)、安全條件差及資源回收率低等一系列問題，針對煤礦采煤技術(shù)提出了合理的優(yōu)化措施，以期在保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上提高煤礦的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：煤礦；采煤技術(shù)；出采率；注漿技術(shù)

中圖分類號：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.077

隨著煤炭資源需求量的不斷加大，利用先進(jìn)的開采技術(shù)實(shí)施大規(guī)模、高效率的煤礦開采，不僅對解決我國內(nèi)部煤炭的供需矛盾具有重要作用，還關(guān)系著我國煤炭對外出口貿(mào)易所帶來的產(chǎn)值。因此，鑒于煤炭資源對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會建設(shè)所起的重要推動(dòng)作用，本文通過對我國煤礦企業(yè)開采技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究，努力探求煤礦開采技術(shù)的合理優(yōu)化措施，以促進(jìn)我國煤礦企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)。

1 煤礦開采技術(shù)優(yōu)化簡述

在我國煤礦開采中，地面開采占總開采量的7%左右，大部分煤礦開采作業(yè)是井工開采。在井下作業(yè)時(shí)，應(yīng)該按照一定的順序先開通地下井筒，然后掘進(jìn)巷道，最后布置開采區(qū)和開采工作面，再進(jìn)行煤礦開采作業(yè)。采掘過程中，要及時(shí)對工作面進(jìn)行支護(hù)，對采空區(qū)進(jìn)行填充作業(yè)。采出的煤炭和矸石通過井下提升機(jī)運(yùn)輸?shù)降孛妗１娝苤?，井下開采環(huán)境比較惡劣，生產(chǎn)環(huán)節(jié)、工序管理都較為復(fù)雜，因此，井下與地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)要合理配合，這樣才能提高煤礦生產(chǎn)率?！安擅杭夹g(shù)優(yōu)化”是指通過應(yīng)用新的開采方法和先進(jìn)設(shè)備，對礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級，改革傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理制度和作業(yè)方式，以提高煤礦安全性和生產(chǎn)效率。

2 煤礦開采技術(shù)合理優(yōu)化原則

煤礦資源是不可再生資源，其開采程序不同于其他資源開發(fā)，開采難度較高。煤礦企業(yè)在日常的生產(chǎn)及管理過程中，經(jīng)常會遇到通風(fēng)問題、安全問題以及井下開采效率與質(zhì)量問題。因此，針對煤礦開采技術(shù)的合理優(yōu)化，必須遵循以下開采原則。

2.1 安全原則

在煤礦開采過程中，要始終堅(jiān)持“安全第一”的原則。對于煤礦生產(chǎn)中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)及工藝流程，要做到定期檢查，以確保符合安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；在進(jìn)行巷道布置作業(yè)時(shí)，應(yīng)對井下行人、運(yùn)輸、通風(fēng)、防水、防火及防瓦斯等分別建立積聚通道，保障生產(chǎn)工作的順利開展。此外，加強(qiáng)對各種工藝設(shè)備的檢查，防止發(fā)生支架傾斜、冒頂、片幫以及機(jī)電事故。

2.2 經(jīng)濟(jì)采煤方案原則

在煤礦開采中，采煤方法有多種，因此，在選擇采煤方法上除了遵循安全原則外，還要考慮眾多方面因素，具體包括以下3方面：①要綜合分析開采方法的產(chǎn)量、效率、掘進(jìn)量等，最后合理地制訂方案；②在選擇采煤方法時(shí)，還應(yīng)該考慮對企業(yè)經(jīng)營管理有幫助、能降低勞動(dòng)強(qiáng)度、能提高工作面產(chǎn)量的采煤方案；③考慮成本和材料效率等，選擇可以節(jié)約成本、提高材料回收率的經(jīng)濟(jì)、適用方案。

2.3 提高煤炭出采率原則

煤炭的損失與否與煤炭的出采率有直接的關(guān)系，提高煤炭出采率，不僅能夠有效降低煤炭發(fā)生自燃的概率，避免井下火災(zāi)的發(fā)生，還能夠延長采煤工作面以及開采的期限，進(jìn)而降低煤炭的損失率。

3 煤礦采煤技術(shù)的合理優(yōu)化

我國煤礦開采企業(yè)十分注重采煤技術(shù)的運(yùn)用，但目前我國的采煤技術(shù)還存在很多問題和不足，技術(shù)水平仍相對較低，采煤效率也較低，且對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。針對以上問題，急需采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，以提高煤礦開采效率。通常，采煤技術(shù)的合理優(yōu)化措施主要有以下3種。

3.1 采用離層注漿技術(shù)

該技術(shù)的主要原理是通過高壓作用將高溫漿液注入到采空區(qū)上方的覆巖離層帶，以控制覆巖下沉，進(jìn)而達(dá)到控制地表沉降的目的。其注漿工藝過程如圖1所示。離層注漿與采空區(qū)填充方法有所不同，它不需要在井下作業(yè)，因此，不會對井下生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的干擾，并且其設(shè)備簡單易操作，成本較低，極大地提高了煤炭的回收率。但是，該技術(shù)需要在煤礦開采過程中準(zhǔn)確地控制采空區(qū)尺寸，合理確定離層和開采尺度，使之不能達(dá)到充分采動(dòng)，避免地表沉降。

3.2 采用條帶開采技術(shù)

條帶開采技術(shù)主要是將煤礦劃分成條形帶，通過先開采一部分、預(yù)留一部分的開采方式，進(jìn)而保證預(yù)留煤柱的穩(wěn)定性，以使留下的條狀有足夠的支撐力來支撐上層的巖石。采用這種開采技術(shù)能夠有效減少地表變形，防止煤礦災(zāi)害發(fā)生。在應(yīng)用條帶開采技術(shù)的過程中，務(wù)必要對每一個(gè)條帶進(jìn)行合理的劃分，不能超出規(guī)定的范圍，并保證條帶的穩(wěn)定。該開采技術(shù)所需投

入的設(shè)備較少，因此成本較低，且穩(wěn)定性及效率高，被廣泛應(yīng)用于煤礦開采中。

3.3 采用放頂采煤技術(shù)

放頂采煤技術(shù)適用于一些煤層較厚的煤礦，其應(yīng)用方法是沿煤層底部一周開挖一個(gè)2 m左右的工作面，接著再運(yùn)用常規(guī)采煤方法回采。在開采過程中，為了提高開采效率，可以借助煤礦自身的壓力或人工松動(dòng)的方式開采。另外，為了確保采煤安全，對于頂部破碎的煤層，應(yīng)該利用支架開采。雖然該技術(shù)在厚煤層開采中效果較好，但煤炭資源的回收率和利用率卻極低，因此，還需要進(jìn)一步升級改進(jìn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，煤礦開采技術(shù)在煤礦開采企業(yè)發(fā)展的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，針對采煤過程中出現(xiàn)的種種問題，煤礦企業(yè)一定要以采煤技術(shù)合理優(yōu)化原則為基礎(chǔ)，采取有針對性的優(yōu)化措施，進(jìn)一步提高煤礦的生產(chǎn)效率，確保煤礦生產(chǎn)的安全性。

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作者簡介：張敏（1969—），男，山西朔州人，工程師，研究方向?yàn)槊旱V安全管理。

〔編輯：劉曉芳〕