淺談煤礦井下采礦生產(chǎn)技術(shù)及采礦方法

袁堃

（山西魯能河曲電煤開發(fā)有限責(zé)任公司，山西 忻州 036504）

在我國經(jīng)濟(jì)與科技蓬勃發(fā)展的背景下，煤礦生產(chǎn)技術(shù)及采礦方法不斷改進(jìn)與優(yōu)化，在一定程度上提高了煤礦井下煤礦生產(chǎn)作業(yè)的安全性、高效性。當(dāng)然，要想進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)水平，煤礦企業(yè)還需詳細(xì)了解煤礦井下煤礦生產(chǎn)實(shí)際情況，合理選用采礦生產(chǎn)技術(shù)及采礦方法，如此才能真正意義上保證煤礦生產(chǎn)的安全性、有效性、可靠性，為企業(yè)創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益，推動煤礦企業(yè)乃至整個(gè)煤礦行業(yè)更好更快地發(fā)展。由此看來，煤礦井下采礦生產(chǎn)技術(shù)及采礦方法的有效應(yīng)用具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

一、煤礦井下采礦的現(xiàn)狀

隨著工業(yè)的發(fā)展，我們對于礦物資源的需求在不斷的增加，這就促使我國礦物資源的開發(fā)越來越正規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化。但是，即便如此在煤礦的開采過程中仍然會遇到各種問題。在實(shí)際操作過程中，不僅要求要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。由于井下采礦是在地下操作的，所以開采人員要根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造的不同因地制宜地采取不同方式進(jìn)行，比如說崩落采礦法與空場采礦法就很容易造成地面坍塌。在我們應(yīng)用空場采礦法進(jìn)行采礦時(shí)，有可能會造成著力點(diǎn)發(fā)生變化或者受到因?yàn)槭芰Σ痪牟涣加绊懚M(jìn)一步造成地表坍塌。在開采煤礦過程中勢必會產(chǎn)生廢料。我們煤礦的開采過程就是將品質(zhì)優(yōu)良的煤礦提煉出來，相應(yīng)的隨著優(yōu)質(zhì)煤礦的產(chǎn)生也會有一些不可避免的廢料排放。比如: 砂石、粉塵、以及廢渣。這些廢料的存在嚴(yán)重地污染了我們的環(huán)境。在實(shí)際的煤礦開采過程中會存在以上所述的問題這些問題都嚴(yán)重的威脅著施工人員的人身安全。所以在真正的開采前要做好各種安全措施，同時(shí)在開采的過程中也要及時(shí)的對產(chǎn)生的廢料進(jìn)行處理。不要省一時(shí)之力氣而留下安全隱患，如果一旦發(fā)生安全事故將造成不可挽回的損失。

二、煤礦井下采礦技術(shù)及方法影響因素

（一）地質(zhì)影響因素

在煤礦開采過程中，相關(guān)技術(shù)、方法的選擇存在影響的地質(zhì)因素主要表現(xiàn)為開采深度、煤層強(qiáng)度、煤層結(jié)構(gòu)三個(gè)方面。研究數(shù)據(jù)和資料顯示，煤礦開采深度與煤礦頂煤冒放性存在密切聯(lián)系。因此，在煤礦開采過程中，應(yīng)以井下采礦經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)理論作為根據(jù)進(jìn)行計(jì)算，求出煤礦頂煤冒放性與開采深度二者間的具體關(guān)系，然后將計(jì)算結(jié)果作為采礦技術(shù)及方法選擇的主要依據(jù)。采礦區(qū)煤層強(qiáng)度對采礦技術(shù)和方法的選擇具有重要影響，煤層強(qiáng)度不僅會對煤層抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生直接影響，同時(shí)也會嚴(yán)重影響煤層內(nèi)外裂隙的發(fā)育及結(jié)構(gòu)。在采礦生產(chǎn)技術(shù)及方法的選擇過程中，還需對煤層結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分考慮。當(dāng)煤層含有堅(jiān)硬巖石時(shí)，這些巖石相當(dāng)于一個(gè)堅(jiān)硬骨架，會直接影響頂煤的冒放性，同時(shí)還會影響頂煤的降落。

（二）技術(shù)水平影響因素

煤礦技術(shù)水平是影響井下采礦技術(shù)及方法選擇的一個(gè)重要因素。技術(shù)水平具體可分為生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)條件、裝備技術(shù)水平?；A(chǔ)設(shè)施水平、科學(xué)技術(shù)水平均會直接制約煤礦井下采礦生產(chǎn)技術(shù)及采礦方法的選擇。在科學(xué)技術(shù)的推動下，中國煤礦開采技術(shù)和方法均不斷得到提高，目前已經(jīng)逐步走向成熟。煤礦開采技術(shù)、工藝的提高可直接促進(jìn)中國煤礦開采效率和質(zhì)量不斷提升。

三、煤礦井下的采礦生產(chǎn)技術(shù)

（一）采場圍巖控制技術(shù)

采用現(xiàn)代的技術(shù)對采場圍巖控制理論進(jìn)行改進(jìn)，對于提升煤礦開采的效率和質(zhì)量都有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。從煤礦開采的經(jīng)驗(yàn)來看，地質(zhì)情況的準(zhǔn)確勘探與現(xiàn)代化理論、分析方法和技術(shù)都有很大的關(guān)系。當(dāng)煤礦開采區(qū)采場圍巖不穩(wěn)定時(shí)，可以采用采場圍巖控制技術(shù)。當(dāng)作業(yè)環(huán)境的地質(zhì)條件不穩(wěn)定時(shí)，就會對工作人員的安全造成威脅。將現(xiàn)代的開采理論和現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)測量技術(shù)結(jié)合起來，就能夠?qū)Φ刭|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行精確測量，準(zhǔn)確觀測到巖層的實(shí)際情況，所以要對采場圍巖控制技術(shù)進(jìn)行完善，對煤礦場的巖層進(jìn)行整體把握，提高煤礦開采的安全系數(shù)。破碎巖層頂板和堅(jiān)硬巖層頂板是煤礦井頂板的兩個(gè)主要分類。在實(shí)際的煤礦開采過程中，需要根據(jù)井頂板的實(shí)際來選擇合理的巖層控制技術(shù)，降低煤礦開采的成本。傳統(tǒng)的處理巖層頂板的方法就是采用高壓注水的方法，不僅耗資大，操作麻煩，而且對實(shí)際的開采工作不利。對傳統(tǒng)的處理方法進(jìn)行技術(shù)上的改進(jìn)與創(chuàng)新非常有意義。所以需要進(jìn)一步對新技術(shù)、新工藝進(jìn)行研發(fā)。目前，我國對煤礦井下的開采工作的研究還不到位，在今后的工作中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)研究，選擇合理高效的開采技術(shù)，提升煤礦井下的采礦效率，更高效、更安全地開展采礦工作。

（二）深礦井采礦技術(shù)

深礦井開采技術(shù)的工作主要是對深井進(jìn)行布置、確保深井的安全、開采礦壓的控制以及沖擊地壓防治。當(dāng)下的深礦井采礦技術(shù)還不完善，在選擇這項(xiàng)技術(shù)前，要先對深礦井進(jìn)行實(shí)際情況的勘測，了解深礦井的應(yīng)力場的分布情況和地質(zhì)條件。當(dāng)下，深礦井開采技術(shù)需要研究的重點(diǎn)是深井圍巖的狀態(tài)，應(yīng)力場的分布特點(diǎn)，深井作業(yè)環(huán)境的改變，深井高效開采的相關(guān)技術(shù)手段。

（三）巷道布置采礦技術(shù)

巷道布置采礦技術(shù)在煤礦井下的開采技術(shù)中相當(dāng)重要，因?yàn)橄锏赖牟贾们闆r直接影響到煤礦開采的進(jìn)展情況，影響到煤礦的開采費(fèi)用。加強(qiáng)巷道的優(yōu)化布置，能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)技術(shù)、開采技術(shù)、煤礦條件進(jìn)行有效整合，使一些物質(zhì)不必運(yùn)出礦井，能夠有效減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率。因此在實(shí)際的考察過程中，要對巷道的布置進(jìn)行合理的安排，這樣才能降低采礦的成本，提升煤礦的生產(chǎn)效益。要對巷道布置采礦技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)，將巷道的作業(yè)環(huán)境與采礦技術(shù)結(jié)合起來，縮短采礦時(shí)間，降低采礦的費(fèi)用。

（四）三下采煤技術(shù)

“三下”采煤是建筑物下，鐵路下，和水體下采煤方法的統(tǒng)稱。為了保證開采影響范圍內(nèi)的建筑物和鐵路不遭到破壞，開采范圍的水體不至于大量涌入并繼而發(fā)生事故，就必須要研究地下開采引起的巖層和地表移動規(guī)律; 如何減少開采對保護(hù)對象的有害影響; 如何加固和修復(fù)被破壞的保護(hù)對象; 如何減少水體對開采的影響等等。它與以前的技術(shù)相比，優(yōu)勢很明顯，對地面的建筑物與鐵路減少了破壞的程度，相對而言，還降低了開采的成本，提高了開采的經(jīng)濟(jì)效益。

四、煤礦井下的采礦方法

（一）充填式采礦法

充填采礦方法的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為設(shè)備大型化和機(jī)械化，主要表現(xiàn)在出礦、落礦和支護(hù)等方面。膠結(jié)充填技術(shù)在充填方法的應(yīng)用過程中發(fā)展較為迅速，膠結(jié)充填技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段具體為：分級尾砂膠結(jié)充填階段、全尾砂高濃度膠結(jié)充填階段、不收縮及不脫水的全尾砂膠結(jié)充填階段。為了實(shí)現(xiàn)盤區(qū)機(jī)械化充填，必須改進(jìn)采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，這樣才能使充填系統(tǒng)成為半智能化狀態(tài)。目前，中國成功實(shí)驗(yàn)了擁有先進(jìn)技術(shù)的充填采礦方法，補(bǔ)充了中國在采礦領(lǐng)域存在的不足，扭轉(zhuǎn)了中國被動采礦的局面。充填采礦法的應(yīng)用對中國擴(kuò)大煤礦開采規(guī)模和降低開采成本均具有重要意義。

（二）回采式采礦法

回采式技術(shù)的應(yīng)用主要是通過鑿巖聯(lián)絡(luò)巷將設(shè)備運(yùn)入鑿巖，同時(shí)在礦體中上盤相互連接鑿巖通道和回風(fēng)巷，促進(jìn)其能夠形成一股回風(fēng)風(fēng)流，然后憑借鑿巖車將礦石運(yùn)出。目前，在煤礦開采過程中應(yīng)用最為普遍的方法即為回采式采礦法。在實(shí)際使用該種方法的過程中，通常可分為留礦柱式和無礦柱式兩種，無礦柱式是通過每100 m劃置各個(gè)開采區(qū)，但是在兩個(gè)相鄰盤區(qū)間未預(yù)留有礦柱，同時(shí)采用的是充填法，來回開采中間地段，直至整個(gè)礦石集中開采作業(yè)完成。留礦柱式與無礦柱式相似，其最大的區(qū)別在于在兩個(gè)相鄰的盤區(qū)之間預(yù)留有礦柱，具體說就是每100 m間均存在長度為200m～350 m的礦柱，僅對100 m中的剩余區(qū)域進(jìn)行開采。因此，應(yīng)用該種采礦方法時(shí)，在各開采區(qū)種均存在一定空間，通常這些空間均稱為礦房。當(dāng)對礦房實(shí)施開采作業(yè)時(shí)，因其所處位置較低，可有效保證巷道牢固，進(jìn)而能夠使其保持良好的穩(wěn)定性。因此，該種開采方法的最大優(yōu)點(diǎn)即為采區(qū)穩(wěn)定性和安全性高。

實(shí)現(xiàn)采礦過程的連續(xù)化、規(guī)?；c智能化是煤礦井下采礦技術(shù)未來發(fā)展的主要方向。礦產(chǎn)資源對人們的生產(chǎn)生活有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著開采量的日益增多，煤礦井下采礦過程中，應(yīng)當(dāng)選擇科學(xué)先進(jìn)的的生產(chǎn)技術(shù)和采礦方法，保證煤礦開采的安全性和有效性。