淺談井下采煤技術(shù)方法選擇及影響因素

劉曉鵬

摘 要：我國(guó)是煤炭大國(guó)，在采煤技術(shù)及方法應(yīng)用方面選擇較多且研究較深，但隨著當(dāng)前社會(huì)發(fā)展對(duì)于煤礦需求的持續(xù)增加，采煤技術(shù)方法也需要擁有更多選擇，不斷改進(jìn)與更新。本文所主要探討的是井下采煤技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)方法，并對(duì)影響井下采煤技術(shù)方法的內(nèi)外部因素進(jìn)行了相關(guān)分析。

關(guān)鍵詞：井下采煤技術(shù)；應(yīng)用條件；原則；方法；影響因素

井下煤炭開(kāi)采是當(dāng)前煤炭開(kāi)采領(lǐng)域中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一，它能深入地下深層進(jìn)行深度煤炭挖掘，相比于一般采煤技術(shù)具有更高的參考價(jià)值性。在井下采煤的各項(xiàng)原則、指標(biāo)、方法與影響因素把握控制方面已經(jīng)具有一定深度。

1 國(guó)內(nèi)采煤技術(shù)現(xiàn)存弊端

雖然我國(guó)的煤炭開(kāi)采量與煤炭開(kāi)采技術(shù)正在不斷提升和進(jìn)步，但在實(shí)際操作過(guò)程中還是存在諸多方面弊端，而且它們已經(jīng)在當(dāng)前煤炭開(kāi)采高需求的現(xiàn)實(shí)開(kāi)采工作中有所體現(xiàn)，詳細(xì)講存在以下幾點(diǎn)弊端問(wèn)題。

（1）當(dāng)前國(guó)外數(shù)字化井下采煤技術(shù)已經(jīng)逐漸普及應(yīng)用，我國(guó)在該方面也必須跟上世界發(fā)展步伐，例如小型礦藏井下采煤技術(shù)必須得以更新，摒棄傳統(tǒng)守舊的開(kāi)采模式，提升開(kāi)采效率，避免造成煤炭開(kāi)采過(guò)程中的大量不必要損失。（2）我國(guó)在井下采煤方面系統(tǒng)化程度不足，整體表現(xiàn)為采礦協(xié)調(diào)性差，開(kāi)采效率相對(duì)偏低，而且在自動(dòng)機(jī)械化程度方面明顯薄弱，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)一運(yùn)作程序，基本還未能建立一套完整的自動(dòng)化流程，亟待改善。（3）在煤炭開(kāi)采的安全防范能力與防范意識(shí)方面有所疏漏，具體表現(xiàn)為防范能力不高，不能對(duì)某些突發(fā)事件進(jìn)行緊急回避與處理，這導(dǎo)致井下采煤作業(yè)無(wú)法得到有效保障，近年來(lái)采煤礦井事故頻發(fā)就是佐證。究其根本，我國(guó)煤炭企業(yè)過(guò)分注重發(fā)展技術(shù)與效益，在煤炭開(kāi)采安全管理方面還無(wú)法做到有效意識(shí)與技術(shù)提升，未能建立起一套安全且健全的防護(hù)體系，所以安全隱患也時(shí)刻存在，這阻礙了諸如井下煤炭開(kāi)采技術(shù)的向前發(fā)展。

2 井下采煤技術(shù)方法選擇的基本原則

（1）安全原則。如上文所述，井下采煤作業(yè)安全最為重要，所以在作業(yè)過(guò)程中也應(yīng)該從始至終關(guān)注安全問(wèn)題。井下采煤與傳統(tǒng)采煤作業(yè)不同，它對(duì)生產(chǎn)技術(shù)要求與作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)都相對(duì)更高，所以應(yīng)該選擇相對(duì)安全系數(shù)較高的井下采煤方法。再配合合理的煤炭開(kāi)采過(guò)程科學(xué)管理，遵守國(guó)家所頒布的相關(guān)煤炭安全生產(chǎn)規(guī)程條例，實(shí)現(xiàn)“安全第一”的開(kāi)采過(guò)程。（2）效益原則。井下采煤作業(yè)就是為了獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，所以在作業(yè)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)該以效益根本原則為首要原則之一，希望不斷深化、優(yōu)化技術(shù)工藝，相應(yīng)提高煤炭開(kāi)采效率與質(zhì)量，強(qiáng)化企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)效益也已經(jīng)成為檢驗(yàn)煤炭開(kāi)采技術(shù)過(guò)程的重要參數(shù)指標(biāo)，所以應(yīng)該盡可能從經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，選擇與礦區(qū)條件最適合且最經(jīng)濟(jì)適用的井下采煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。具體來(lái)講要做到：第一，要要提高煤炭企業(yè)員工的職業(yè)素養(yǎng)與經(jīng)營(yíng)管理水平，間接提升井下采煤效率；第二，要采取能夠減少采煤材料消耗量的采煤方法，比如鋼材與雷管用量的縮減，但同時(shí)保持采煤高效率，為井下采煤作業(yè)縮減成本投入；第三，要強(qiáng)化采煤工藝的設(shè)計(jì)水平，直接提高煤炭開(kāi)采質(zhì)量；第四，要強(qiáng)化井下采煤作業(yè)的全過(guò)程組織管理，優(yōu)化采煤工作面整體產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)工作面單產(chǎn)產(chǎn)量的持續(xù)穩(wěn)定。（3）高效率原則。要結(jié)合現(xiàn)代井下采煤技術(shù)來(lái)提高煤炭開(kāi)采采出效率，懂得計(jì)算煤炭開(kāi)采與煤炭產(chǎn)出數(shù)量、產(chǎn)出質(zhì)量與開(kāi)挖成本之間的利益關(guān)系。盡量選擇技術(shù)水平高的開(kāi)采方法，保證煤炭開(kāi)采的高效率。

3 井下采煤技術(shù)方法的選擇

3.1 井下采煤的基本條件

井下采煤的基本應(yīng)用條件應(yīng)該迎合開(kāi)采方法，首先實(shí)現(xiàn)條件優(yōu)化過(guò)程，具體闡述幾點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用條件。首先是開(kāi)采深度，該方面要通過(guò)大量開(kāi)采作業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論分析計(jì)算來(lái)得出結(jié)論。要充分考慮到井下煤礦生產(chǎn)中頂煤的冒放性與開(kāi)采深度，確保兩點(diǎn)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即開(kāi)采深度越深，頂煤越容易出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。為此，井下采煤作業(yè)必須明確這一客觀規(guī)律，開(kāi)采深度把握方面在達(dá)到400m時(shí)就應(yīng)該加以注意，防范頂煤冒放事故發(fā)生。其次是煤層強(qiáng)度，煤層強(qiáng)度會(huì)涉及到一個(gè)硬度系數(shù)值，如果頂煤的冒放性表現(xiàn)較好，就表示它的硬度系數(shù)值應(yīng)該小于50m，是完整的煤層。另外，煤層強(qiáng)度也與煤層抗壓強(qiáng)度、煤層的節(jié)理內(nèi)外裂隙發(fā)育程度相關(guān)。第三是煤層厚度，井下采煤作業(yè)要首先確定開(kāi)采煤層厚度（5～13cm），如果超出該范圍采煤質(zhì)量就會(huì)有所下降。一方面厚度太大不容易被機(jī)械充分破壞，導(dǎo)致煤礦的采出率過(guò)低。但如果煤層的厚度過(guò)小，則容易出現(xiàn)由冒頂所引發(fā)的夾矸率過(guò)大問(wèn)題。所以說(shuō)井下煤炭綜放開(kāi)采的最佳煤層厚度值應(yīng)該控制在5～13cm[1]。

3.2 井下采煤的技術(shù)方法

（1）傳統(tǒng)機(jī)械采煤技術(shù)。傳統(tǒng)機(jī)械采煤技術(shù)適合于井下普采，它的技術(shù)特征是單滾筒采煤機(jī)配合采煤面進(jìn)行井下煤礦開(kāi)采。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是能夠應(yīng)用于不同厚度煤層。比如在厚度較大的煤層應(yīng)用過(guò)程中，就主要以8字形進(jìn)行開(kāi)采，這種開(kāi)采割煤方式能夠解決井下開(kāi)采工作不平衡弊病。但在厚度偏小的煤層中，就主要以單向割煤為基本作業(yè)方式。（2）長(zhǎng)壁井下采煤技術(shù)。長(zhǎng)壁井下采煤技術(shù)一般通過(guò)傾斜分層走向長(zhǎng)壁下行的方法進(jìn)行下行垮落采煤，這種井下采煤方法非常適用于那些中度厚度的煤層，或者傾斜度小于13°的煤層。該采煤方法也分為普采、綜采與炮采，這其中綜采最為常見(jiàn)也開(kāi)采效益最高。選擇哪一種井下采煤方法還要根據(jù)礦區(qū)井下的實(shí)際狀況，例如工作面狀況、開(kāi)采深度狀況以及礦井冒放性狀況等等，做到具體問(wèn)題具體分析，合理發(fā)揮長(zhǎng)壁井下采煤技術(shù)的技術(shù)功能優(yōu)勢(shì)。（3）放頂井下采煤技術(shù)。放頂井下采煤技術(shù)方法屬于當(dāng)前的創(chuàng)新方法，它的工作原理主要分為：第一，要在井下每層部位設(shè)置一個(gè)高度為2～5m的采煤工作面；第二，對(duì)工作面實(shí)施人工松動(dòng)，以便于后期放頂采煤；第三，要配合支架將破損為散體狀的煤層放出?？紤]到礦井本身存在一定壓力作用，所以該技術(shù)要求在煤層厚度（6～12m）相對(duì)較薄的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)采，而且要求放頂傾角小于12°，保證煤層開(kāi)采過(guò)程中的頂煤工作面穩(wěn)定性[2]。

4 井下采煤技術(shù)方法選擇的影響因素分析

首先說(shuō)外部因素，地質(zhì)條件是影響井下采煤技術(shù)方法選擇的最常見(jiàn)因素。以煤層開(kāi)采過(guò)程中的煤層傾角為例，它就會(huì)直接影響挖煤巷道的形狀與掘進(jìn)方向，除此之外，它也會(huì)影響到施工期間的運(yùn)煤方法。如果采煤技術(shù)工作人員不能提前了解煤層傾角而直接開(kāi)采，很可能會(huì)出現(xiàn)巷道不穩(wěn)的危險(xiǎn)狀況，導(dǎo)致井下采煤作業(yè)安全性與生產(chǎn)效率受到嚴(yán)重影響。另外就是煤層排水因素，在開(kāi)采前應(yīng)該測(cè)量煤層的含水量，如果含水量過(guò)大也會(huì)影響到煤炭開(kāi)采效率，而且影響井下采煤技術(shù)工作人員安全，所以一定要做好前期準(zhǔn)備工作，充分考慮各項(xiàng)外部因素。其次說(shuō)內(nèi)部因素，內(nèi)部影響因素主要談沒(méi)談企業(yè)的技術(shù)設(shè)備與采煤技術(shù)方法，如上文所述，要合理選擇井下采煤技術(shù)方法，一方面要保證采煤技術(shù)的安全性與高效性，一方面也要考量采煤作業(yè)的創(chuàng)新性，配合傳統(tǒng)井下采煤方法與新方法來(lái)實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采，同時(shí)保證生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平，將企業(yè)可能影響采煤工作的客觀因素影響效應(yīng)降到最低，保證采煤技術(shù)水平的正常發(fā)揮[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

井下采煤技術(shù)方法在選擇與應(yīng)用方面要做到因地制宜，審時(shí)度勢(shì)，正如本文所論述的，要明確原則、應(yīng)用條件、影響因素，選擇正確的開(kāi)采方法，實(shí)現(xiàn)高效率井下開(kāi)采過(guò)程，保證煤炭企業(yè)的綜合效益穩(wěn)步提升。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉志華.井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇與安全開(kāi)采研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，（28）：1501