煤礦采煤工藝技術(shù)優(yōu)化分析

李宏偉

摘 要：現(xiàn)如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，越來越多對(duì)于消耗能源這一方面，這也是使得我們國家越來越重視于能源方面的問題，相應(yīng)的人們也越來越關(guān)注煤礦采煤工藝的技術(shù)。然而，采煤工藝技術(shù)在我國相對(duì)其他某些國家來說還存在很大的差距，這也就造成我們國家對(duì)于煤資源需求量大但資源又很緊缺。社會(huì)實(shí)際的發(fā)展要求要達(dá)到跟得上的，一定要不斷進(jìn)行改善的煤礦采煤的工藝技術(shù)，這樣才能夠從根本上處理我們國家對(duì)煤資源緊缺的問題。

關(guān)鍵詞：煤礦采煤；工藝技術(shù)；優(yōu)化

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的煤炭需求量越來越大，國內(nèi)煤炭的供需矛盾加大。因此，鑒于煤炭資源對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)建設(shè)所起的重要推動(dòng)作用，努力探求煤礦開采技術(shù)的合理優(yōu)化措施成為當(dāng)前主要的研究話題。只有利用先進(jìn)的開采技術(shù)才能促進(jìn)我國煤礦企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)。

一、煤礦開采新技術(shù)

1.炮采放頂煤采煤技術(shù)

炮采放頂煤采煤技術(shù)是采煤過程中經(jīng)常使用的一種新技術(shù)。該技術(shù)包含兩種采煤方法，即滑移支架放頂煤采煤、二層鋼梁放頂煤開采。前者由支柱與頂梁兩者組成了滑移定量，前梁的彈簧鋼、導(dǎo)向槽與頂梁三者將前梁與后梁連接在一起，完成操作。該技術(shù)的支架支柱通常使用液壓單體柱，數(shù)量應(yīng)控制在五個(gè)以下。后者對(duì)煤層進(jìn)行支護(hù)時(shí)使用的是二型鋼，棚距0.6m，主梁與副梁的間距0.1m，最大與最小控頂距分別為3.5/2.4m，二型鋼采用合格出口品長度達(dá)0.4m的鋼梁，共八根，分成兩組。搭建棚所使用的支柱是單體液壓支柱，并在工作面上采取放炮落煤的方式，當(dāng)開采過程中受到煤層條件及周邊環(huán)境與本身技術(shù)水平等多方面的限制時(shí)，多用該技術(shù)進(jìn)行煤層的開采工作。

2.全自動(dòng)刨煤機(jī)采煤技術(shù)

全自動(dòng)刨煤機(jī)是一種新型的采煤技術(shù)，它可以迅速的把煤層擊碎，且采煤速度快、智能化水平高。該機(jī)可在薄煤層綜采工作面實(shí)施，可以適用于厚度在0.8到2.0m、傾角小于25度的煤層，煤層速度可以達(dá)到3m/s，其切割深度完全達(dá)標(biāo)。而研究人員以全自動(dòng)刨煤機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新、改造，在該機(jī)上又增添了新的系統(tǒng)，予以支持通風(fēng)、排水、降溫、輸送等系統(tǒng)，就功能而言，其整體系統(tǒng)完全達(dá)到自動(dòng)化水平。該技術(shù)的運(yùn)用使人力資源使用率減少，而工作效率升高。同時(shí)，全自動(dòng)刨煤機(jī)沖擊力小，降低了煤層對(duì)地表的傷害，其開采效率與質(zhì)量都較高。

3.小范圍爆破落煤采煤技術(shù)

該技術(shù)的工作原理如下：首先，把要施工的煤層合理劃分成幾個(gè)小段，而后在劃分好的小段上放置適量的炸藥與雷管，然后進(jìn)行清場。把爆破現(xiàn)場與爆破范圍內(nèi)的物體如采煤工人、機(jī)械設(shè)備、支架等等都清理到爆破范圍以外。最后，一小段、一小段的依次進(jìn)行爆破。當(dāng)煤層傾斜角度大的情況下，都選擇使用小階段爆破落煤采煤技術(shù)，同時(shí)煤層厚度約5米，有穩(wěn)固的煤頂板做支撐，不易脫落。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是效率與安全性高，但其缺點(diǎn)技術(shù)操作要求嚴(yán)格、回采率不高。

4.急傾斜采煤技術(shù)

急傾斜采煤技術(shù)使用液壓支護(hù)時(shí)，必須做好防滑、防倒裝置。在大于30度的綜采工作面進(jìn)行支護(hù)時(shí)，需要負(fù)載比較大的側(cè)向力，因此，為增加支護(hù)的安全與穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)對(duì)大側(cè)護(hù)板增強(qiáng)寬度與強(qiáng)度，彈簧筒與側(cè)推之間煤層應(yīng)緊密合作，以避免架子倒地。當(dāng)做好支護(hù)工作后，再將采煤機(jī)移進(jìn)工作面進(jìn)行采煤。采用穩(wěn)固采煤機(jī)是提高急傾角煤層采煤效率的有效方法之一。急傾斜采煤技術(shù)通常采用放炮落煤或采煤機(jī)割煤。

二、煤礦采煤技術(shù)的合理優(yōu)化措施

1.離層注漿技術(shù)

離層注漿技術(shù)的根本目的是通過有效控制采礦區(qū)的地表沉降問題，最大限度的減少其對(duì)煤礦系統(tǒng)的影響，從而大大提高煤礦采煤技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。其施工流程是首先找到離層區(qū)，一般情況下是在煤礦中35～50m的采空區(qū)上方，找到覆蓋巖層中7.5～8.6m的離層區(qū)域，然后，通過施加高壓，在其中填充注入一定的高溫漿液減緩覆蓋巖層的下沉想象。該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于對(duì)采空區(qū)的選定，準(zhǔn)確找到離層區(qū)，設(shè)定合理的開采尺度，減少地表下沉量，增加煤礦開采效益。

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)時(shí)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是條帶的劃分，這是保持條帶穩(wěn)定性的重要前提。因此在進(jìn)行條帶劃分時(shí)務(wù)必要對(duì)每一個(gè)條帶的合理性進(jìn)行分析，確保不超出規(guī)定的范圍。利用這項(xiàng)開采技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用較少的設(shè)備降低成本的目的，而且其穩(wěn)定性及效率較其他技術(shù)要高，應(yīng)用較為廣泛。

3.井下煤層開采技術(shù)

傾斜長壁協(xié)調(diào)采煤。運(yùn)用這項(xiàng)采煤技術(shù)主要是為了應(yīng)對(duì)不規(guī)則煤層的開采，其對(duì)生產(chǎn)布局復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境具有良好的適應(yīng)性。利用這項(xiàng)開采技術(shù)可以有效解決排水難度大的問題，并且可以有效抑制地表地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。走向長臂后退式協(xié)調(diào)采煤。如果采礦區(qū)有明顯的傾斜現(xiàn)象，想要避免采煤出現(xiàn)坍塌事故，可以考慮應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。通過將開采區(qū)域設(shè)置為臺(tái)階形狀工作面，沿開采方向往下布置工作面，這樣極大地提高了采煤施工的可操作性。

4.放頂采煤技術(shù)

放頂采煤技術(shù)主要應(yīng)用于采礦區(qū)中煤層相對(duì)較厚的區(qū)域。在煤層厚的區(qū)域底層挖開一個(gè)工作面，約為2m左右，在該工作面上進(jìn)行常規(guī)的煤礦開采操作，可以利用人工輔助松動(dòng)和增加煤礦壓力的方式加快工作進(jìn)度。利用這項(xiàng)技術(shù)需要注意的是對(duì)煤層頂部已經(jīng)破碎區(qū)域的保護(hù)，用支架對(duì)煤層頂部加以支撐，這樣可以有效提高煤礦開采的安全性以及工作效率。放頂采煤技術(shù)雖然能夠提高煤層較厚區(qū)域的開采效率，但是煤炭資源的回收率不高，資源浪費(fèi)相對(duì)明顯。

總之，中國作為產(chǎn)煤大國，應(yīng)加強(qiáng)采煤技術(shù)。如今煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其開采技術(shù)水平有了很大的提升，無論在深度還是廣度都有了很大進(jìn)步，但仍舊參差不齊。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)煤礦開工藝的重視，結(jié)合實(shí)際作業(yè)環(huán)境，完善技術(shù)水平，保障采煤高效安全。