淺析復雜地質條件下井下采煤技術

＊賈進元

（晉能控股煤業(yè)集團地煤公司姜家灣煤礦 山西 037000）

隨著我國經濟的發(fā)展以及社會的進步，煤炭作為能源結構中的重要組成部分，不僅對國民經濟的發(fā)展有著積極的促進作用，還能促進我國工業(yè)現代化轉型以及國際地位的提高。煤炭作為我國主要的能源之一，提高其開采效率有著重要的意義。但是，就井下煤礦開采的環(huán)境而言，不僅地質條件復雜，而且開采難度較大。因此，對于復雜的地質條件，更需要采取不同的井下采煤技術，這對改變礦井技術面貌有著積極的作用。

1.急傾斜煤層

在地下煤層中，地質條件較差的類型之一就是急傾斜煤層，它的中間會存在許多斷層，并且煤層厚度變化范圍較大。因此，在地下煤的開采過程中就會遇到諸多困難，甚至還會影響到開采的效率。在整個開采過程中，也會消耗大量的人力物力資源，從而提高生產成本。對于急傾斜煤層地下條件的情況進行分析，不僅開采難度較大，并且開采效率較低。因此，當前開采急傾斜煤層的大多為中小型的礦井，在布置開采計劃時也需要綜合考慮多種因素。從這一點上看，也可以說明這種煤層的復雜程度較高、開采效率較低。也就是說，地下煤層地質條件的復雜程度也在很大情況上說明在開采手段和方法的選擇上要多重視成本投入。而對于復雜的地質條件而言，更需要根據地質條件的復雜程度采取更加科學、合理的煤層開采技術進行施工，以此來有效提高開采水平?；谏鲜銮闆r，在對急傾斜煤層進行開采時，需要從以下幾部分出發(fā)：首先，需要根據開采區(qū)的特點和環(huán)境要求進行區(qū)域合理劃分，通過這一途徑就可以對開采區(qū)進行合理的分配，進而提高急傾斜煤層整體的開采效率；其次，還需要根據具體開采團隊的設備以及工藝選擇現狀進行地下煤層的開采整體規(guī)劃安排，從而進一步對回采的工藝進行優(yōu)化和改善，提高整體生產的效率。不僅如此，還需要從開采程序以及開采設備整體機械化方向出發(fā)，大幅度提高煤層的開采水平。通過這一措施還可以對煤礦的開采工藝系統(tǒng)以及開采技術進行有效提高，以提高單產水平來帶動整體井下煤層的開采能力。

2.無保護突出煤層

當前，我國在開采的煤礦中大多都是無保護層突出煤層，并且這也是當前煤礦開采的主要形式。顧名思義，這種煤礦層由于缺少保護層的存在，那么就會在很大程度上增加煤礦具體開采過程中的危險性和難度。不僅如此，由于時間的積累，無保護層突出煤層還會因為地下結構的變化而相應發(fā)生變化，甚至出現井下煤層保護層消失以及隨地下層變動而發(fā)生移動。在這種地質環(huán)境下進行煤礦開采工作，就需要充分重視起地下煤層的保護層是否存在突出的情況。如果煤層缺少保護層，那么井下煤礦在開采過程中難度也會相應加大。如果在開采計劃不夠完善的情況下著急施工，那么就很容易發(fā)生安全事故，不僅會影響到開采整體進度，甚至還會給相關工作人員帶來生命安全危險。在對這種類型的地質環(huán)境煤礦開采過程中，也需要進行開采區(qū)域的劃分，通過合理的開采區(qū)分配，也可以有效提高開采效率。不僅如此，通過合理的規(guī)劃還可以幫助施工團隊對可能存在的安全隱患進行規(guī)避。另外，在整個煤礦開采過程中，還可以使用現代化的機械設施對地下礦井壁形成支撐和緩沖的效果。

3.復雜地質條件下井下采煤技術難點分析

(1)風險較大

對于越復雜的地質條件環(huán)境來說，井下采煤的地質條件更為惡劣。因此，在開采的時間長度、相關維護措施選擇上也更加復雜。并且，還需要對這一部分的內容進行充分地了解，這樣才可以達到有效避免安全事故出現的目的。除此之外，還可以避免出現井下斷層的問題，導致開采工作的整體安全性降低。因此，在面對復雜地質條件時，更加需要避免盲目開采，這不僅會影響到開采效率，甚至還會帶來一系列麻煩。隨著我國煤礦開采范圍以及深度的增加，很多煤礦都會選擇在原有開采范圍基礎上進行深層挖掘。但是，這種開采手段很容易對原有的煤層結構形成破壞，那么井下圍巖所受到的壓力也會逐漸增大，甚至會給之后的開采工作帶來威脅。因此，就需要重點關注這一問題。

(2)變形程度較大

由于煤礦地質條件自身存在的復雜性，因此在對煤炭進行開采的過程中就需要特別重視施工的手段和所采取的技術，如果使用不慎就很可能會出現礦井土質疏松的情況，那么巷道原有的形狀在保存上就會存在困難，嚴重時還會存在巷道底部以及頂部出現收縮的情況，那么就會對施工工作的順利進行產生不良的影響。如果變形特別嚴重，那么就很可能在后續(xù)施工過程中出現安全事故，造成人員傷亡。

(3)半煤巷施工危險性大

由于煤礦生產本身所具有的復雜性，因此在開采過程中經常會出現斷層的現象。尤其是開采較薄的煤層時，在巷道掘進過程中大多會使用掘進支護的技術，在這其中，半煤巷是最重要的部分。因此，在對這一部分巷道進行施工時，在選擇掘進技術上需要更加謹慎，并且還要選擇合適的掘進設備，以此來有效提高開采效率。如果不能確保使用的掘進技術以及設備符合要求，那么就會對之后礦區(qū)的開采工作產生不良的影響，甚至也無法確保開采的安全性。

(4)落后的技術和設備

相較于發(fā)達國家而言，我國的煤炭開采技術較為落后，還存在很長的發(fā)展空間。而造成這一落后的原因主要包含以下兩個方面：首先，我國煤炭開采技術水平較低，并且在對設備進行研發(fā)過程中投入不夠多，因此也缺乏相應的研發(fā)資金以及專業(yè)人員；其次，就是缺乏足夠的先進設備，這類設備購買時成本較高，因此很多煤礦企業(yè)承擔不起就會選擇傳統(tǒng)的設備，這樣不僅會影響到工作效率，甚至還會造成環(huán)境污染。因此，煤礦企業(yè)需要在選擇開采設備以及技術上多加重視。除此之外，還需要根據復雜的采煤地質條件具體情況出發(fā)，避免因設備選擇不當或者是施工技術選擇不當而造成施工困難或者安全隱患的可能性。具體情況如下表1所示：

表1 復雜地質條件下井下采煤技術難點分析

4.復雜地質條件下煤礦掘進支護的關鍵技術分析

(1)綜掘機的選擇

對于復雜的地質條件來說，更加需要采取合適的煤礦掘進支護技術進行施工。但是，要想做好這項工作，就需要重點從以下幾個角度出發(fā)。首先，在選擇綜掘機時，還需要充分考慮到對工程效率的影響，主要從三個角度進行分析：第一，綜掘機的結構上要符合要求；第二，綜掘機的體積要符合施工現場的要求，確保施工順利進行；第三，需要根據礦井的具體情況進行分析，還要從煤巖的強度、斷面率等多個角度進行綜合考量。之后，還需要對購買綜掘機的價格進行分析。當選擇好合適的設備，才可以確保工作的順利進行。

(2)合理選擇綜掘機的型號

在對綜掘機的型號進行選擇的過程中，也要從以下幾個方面綜合考慮：首先，需要考慮巷道的斷面情況是否和設備的使用標準所符合；其次，還需要查看設備的截割強度是否可以達到標準；再次，對于設備的生產效率和實際煤礦開采的實際要求是否保持一致；然后，設備的配件在發(fā)生問題時能否及時更換；最后，當設備出現問題時，維修周期是否具有保障，可否控制在一定范圍內。在選擇型號過程中，需要多方面進行分析。

(3)合理應用臨時支護技術

在利用綜掘機進行煤礦開采工作的過程中，在支護技術的選擇上需要多加重視，不僅需要確保選擇的科學性和合理性，還需要根據工程的實際需要選擇支護技術。除此之外，對于綜掘機液壓系統(tǒng)來說，需要根據液壓系統(tǒng)所體現出的相關性來確保支護方式可以達到要求。并且，還可以在提高施工效率的同時，減輕工作人員的工作量，確保整個施工過程的安全性。如下表2所示：

表2 復雜地質條件下煤礦掘進支護的關鍵技術分析

5.結束語

綜上所述，對于煤礦的不同開采場地來說，每一個礦區(qū)的地質條件都存在差別，并且礦井的煤層特征也有著明顯的區(qū)別。因此，就需要針對地質條件的不同，選擇出更加適合的開采技術。除此之外，這一措施還可以促進采煤方法的不斷完善和發(fā)展，有效提高井下煤礦開采的經濟效益。因此，在具體采煤工藝選擇過程中，還需要選擇具有高產、高效、安全性高且回采率高等特點的技術，從而對工藝系統(tǒng)和開采技術方法研究起到完善效果。