煤礦采礦的技術(shù)方法探究

◎李久龍

一、煤礦采礦技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，加之經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域得到了前所未有的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)逐漸趨向于成熟，而當(dāng)前煤礦領(lǐng)域中，煤礦開采技術(shù)的不斷完善與進(jìn)步是煤礦開采專業(yè)長(zhǎng)期研究的內(nèi)容。新時(shí)期下，我國在現(xiàn)代采礦工藝方面下足了功夫，在不斷支持的同時(shí)，提倡多層次、多樣化的發(fā)展采礦工藝，積極尋求具有地方特色的采礦工藝，并且努力構(gòu)建采礦體系。高效率采礦技術(shù)主要以提高工作面單產(chǎn)與生產(chǎn)集中化為基礎(chǔ)的，其目的是提升開采效率，最終獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，由于在采礦過程中存在空?qǐng)?、深孔、打孔以及大采?chǎng)的因素，并且在階段性時(shí)間可能會(huì)出現(xiàn)的一些特征。我國開采過程中通常采用空?qǐng)霾傻V的方法，這類方法，能有效提升采礦效率與質(zhì)量，并且有助于對(duì)相關(guān)成本的控制，對(duì)于提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義?？?qǐng)霾傻V工藝其中包含了這些方法：房柱法、全面采礦法、階段房法以及留礦法等等。起重，充填采礦技術(shù)經(jīng)歷了廢石干式充填、分級(jí)尾砂水力充填、碎石水力充填、混凝土膠結(jié)充填、磨砂膠結(jié)充填、天然砂充填、廢石膠結(jié)充填、全尾砂膠結(jié)充填、赤泥膠結(jié)充填和膏體充填的發(fā)展演進(jìn)過程。我國礦山資源非常豐富，因此，充填技術(shù)也會(huì)隨著地方的不同存在一定的差異性。隨著改革開放的不斷深入，新的充填技術(shù)有了深入的研究與推廣，并且在發(fā)展的道路上取得了不錯(cuò)的效果。崩落采礦法主要通過對(duì)圍巖的崩落來實(shí)現(xiàn)地壓管理的采礦工藝，直觀來講，在礦石崩落的同時(shí)，自然或者強(qiáng)制崩落圍巖對(duì)采空?qǐng)鲞M(jìn)行充填，能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)地壓進(jìn)行良好控制與高質(zhì)量管理的目標(biāo)。而礦石崩落的主要方法有：分?jǐn)啾缆浞ā螌颖缆浞?、階段崩落法、分層崩落法等等方法。這種方法目前使用還是比較廣泛，其中采礦的產(chǎn)量是采礦總量的30%左右，并且在發(fā)展的過程中具有不斷上升的趨勢(shì)。

二、我國煤礦適用的技術(shù)

1.硬頂板以及硬煤層現(xiàn)代開采技術(shù)。開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代采煤成套技術(shù)”主要解決以下技術(shù)難題。硬頂板控制技術(shù)，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產(chǎn)。硬厚頂煤控制技術(shù)，研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小、硬厚頂煤的快速處理技術(shù)，包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù)，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。頂煤冒放性差，塊度大的綜放開采設(shè)備配套技術(shù)，研制既有利于頂煤破碎和頂板控制，又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機(jī)能力。兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)，研究合適的綜放開采回采工藝，優(yōu)化工序，縮短放煤時(shí)間，提高工作面的推進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

2.緩傾斜薄煤層開采技術(shù)。緩傾斜薄煤層開采技術(shù)是研究開發(fā)體積小，功率大、高效可靠的薄煤層開采機(jī)、刨煤機(jī)；研制刨煤機(jī)綜采的液壓支架。研究開發(fā)薄煤層的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。

3.緩傾斜厚煤層一次性開采技術(shù)。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加強(qiáng)支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。

4.深層井開采技術(shù)。深層井開采技術(shù)是煤層開采礦壓控制、沖擊低壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井向布置等；需要攻關(guān)研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布特征；深井場(chǎng)地環(huán)境的變化；深井巷道快速掘進(jìn)及支護(hù)技術(shù)和裝備；深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)制監(jiān)控技術(shù)。深井高采高銷技術(shù)和深井開采熱害處理技術(shù)。

三、煤礦采礦的新型技術(shù)分析

1.超厚煤層采煤技術(shù)。從當(dāng)前煤炭開采實(shí)際情況來看，在進(jìn)行超厚煤層開采時(shí)，仍舊存在較多的技術(shù)瓶頸，隨著煤炭開采技術(shù)的不斷更新，當(dāng)前，大采高綜放技術(shù)，在開采超厚煤層時(shí)，已經(jīng)取得了較好的開采效果。傳統(tǒng)的分層開采超厚煤層技術(shù)，雖然也能夠?qū)⒑衩簩佑行ч_采，但是分層開采過程中，同一區(qū)域的同一煤層需要進(jìn)行多次人工鋪假頂分層進(jìn)行回采，大大提升了整個(gè)開采的成本，降低了煤礦生產(chǎn)效率。而一次采全高綜放開采技術(shù)在國內(nèi)很多超厚煤層開采的過程中，取得了非常好的應(yīng)用技術(shù)。但是在具體應(yīng)用過程中，需要配套使用對(duì)應(yīng)的采煤機(jī)、液壓支柱等，初期的投入成本較大。

2.全自動(dòng)刨煤機(jī)采礦技術(shù)。全自動(dòng)采煤機(jī)是一種能夠?qū)⒚簩涌焖贀羲椤⒖焖俨擅呵抑悄芑捷^高的新型采礦技術(shù)。采煤機(jī)的速度高達(dá)3m/s 且切割深度也符合預(yù)期指標(biāo)。隨著煤礦企業(yè)對(duì)全自動(dòng)刨煤機(jī)的不斷創(chuàng)新與研發(fā)，使其在原有基礎(chǔ)之上增設(shè)了對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、降溫系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)的全面支持，從而真正實(shí)現(xiàn)了整體系統(tǒng)的自動(dòng)化功能。該技術(shù)在采礦中的應(yīng)用極大地降低了人力資源的使用量，提高了工作效率。另外全自動(dòng)刨煤機(jī)還能夠解決大型煤礦開采中煤層對(duì)地表沖擊力度較大的問題，進(jìn)而保障開采質(zhì)量及效率。

3.小階段爆破落煤技術(shù)。通常情況下，小階段爆破落煤技術(shù)將煤層劃分成不同的層面，然后在不同的煤層上將炸藥和雷管安置好，對(duì)爆破現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，分析爆破現(xiàn)場(chǎng)是否存在其它物質(zhì)，分析這些物質(zhì)是否會(huì)影響爆破效果。一般情況下，小階段爆破落煤的方式在一些地勢(shì)比較崎嶇的地區(qū)有廣泛應(yīng)用，而且在比較厚的煤層中采用，因?yàn)檫@種礦層煤頂板不易松動(dòng)，可以防止在爆破過程中發(fā)生重大事故。小階段爆破落煤效率比較高，不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)較大的事故，但是這項(xiàng)技術(shù)對(duì)操作人員的要求非常高，而且煤礦回收利用程度不高。

四、煤礦開采方法

1.井下采煤。在井下采煤過程中，如果遇到傾斜角度較大的煤層，要采用水平開采的方式。在開采過程中，可將各個(gè)水平開采作業(yè)面劃分為多個(gè)區(qū)域，完成一個(gè)作業(yè)面開采后，再進(jìn)行下一作業(yè)面開采。首先開采距離較近的煤區(qū)，再開采距離較遠(yuǎn)的煤區(qū)。煤層較多的情況下，要先開采最上面的煤層，再從上往下開采。井下采煤技術(shù)主要有旱采和水采兩種方式，前者可應(yīng)用壁式和柱式采煤法，其開采效率高、操作也比較簡(jiǎn)單。

2.露天采煤。露天裸露的煤層開采活動(dòng)，要先進(jìn)行地質(zhì)勘探了解其大致結(jié)構(gòu)，并對(duì)其水平面進(jìn)行劃分，自上而下進(jìn)行開采。具體操作中要先挖掘煤層表面巖石層，煤層露出后再利用機(jī)械開發(fā)，將挖出的煤運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。這種開采方法工作空間較大、工作面也大，可采用大型機(jī)械設(shè)備施工，促進(jìn)采煤效率的提升，最大限度對(duì)能源開發(fā)利用。

結(jié)束語：在采煤作業(yè)中，采礦企業(yè)要根據(jù)煤礦工程和自身實(shí)際情況，選擇合適的采礦方法，在更大程度上提升采礦安全型，并有效提高煤炭產(chǎn)量，對(duì)此要積極改進(jìn)開采技術(shù)，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，保證我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展能源充足。