煤礦地下開(kāi)采工藝的現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)

張楓

（冀中能源股份有限公司邢臺(tái)礦，河北 邢臺(tái) 054000）

在我國(guó)煤礦企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，煤礦開(kāi)采技術(shù)是煤礦行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)核心。很多企業(yè)為了提高煤礦開(kāi)采的速度及安全性，對(duì)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行了更新。煤礦企業(yè)為了提高自身競(jìng)爭(zhēng)力，不斷的對(duì)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，最終成功創(chuàng)新了開(kāi)采技術(shù)，也完善了整體的開(kāi)采工藝。在此基礎(chǔ)上，對(duì)目前煤礦開(kāi)采技術(shù)及工藝進(jìn)行分析是很有必要的，通過(guò)分析才能夠明確開(kāi)采工藝的區(qū)別及針對(duì)性應(yīng)用。

一、中國(guó)煤礦開(kāi)拓特征

我國(guó)的煤炭開(kāi)采已經(jīng)具有較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展歷史，煤炭的開(kāi)采在我國(guó)長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展起到了支持和推動(dòng)的作用，我國(guó)煤炭資源豐富，實(shí)際開(kāi)采的項(xiàng)目也很多，但是，開(kāi)采過(guò)程中煤礦的開(kāi)采技術(shù)和安全風(fēng)險(xiǎn)一直是煤礦企業(yè)采煤過(guò)程順利完成的阻礙，采用先進(jìn)的采礦技術(shù)和巷道布置技術(shù)實(shí)現(xiàn)采礦過(guò)程科學(xué)性的提升，保證煤礦開(kāi)采的質(zhì)量和效率以及人員安全的必要手段，這能夠進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展。

二、井下采煤技術(shù)的選擇

（一）長(zhǎng)壁式采煤技術(shù)

長(zhǎng)壁式采煤技術(shù)是中國(guó)目前使用最為普遍的采煤技術(shù)，主要可分為傾向長(zhǎng)壁和走向長(zhǎng)壁。傾向長(zhǎng)壁是指工作面按照煤層的傾向布置，而走向長(zhǎng)壁指的是工作面按照煤層的走向布置。這種采煤技術(shù)的工作面開(kāi)采范圍比較廣，產(chǎn)量高，工作面搬家次數(shù)少，其主要優(yōu)點(diǎn)在于井下工作面巷道布置較為簡(jiǎn)單，通風(fēng)管理比較容易，適用于各種條件下煤層的開(kāi)采。此外，長(zhǎng)壁式采煤技術(shù)能最大限度地開(kāi)采煤層。但這種采煤技術(shù)的缺點(diǎn)也十分明顯，其采用完全垮落法管理頂板，會(huì)導(dǎo)致地表下沉劇烈，嚴(yán)重破壞地表生態(tài)環(huán)境，而且工作面的準(zhǔn)備周期比較長(zhǎng)，需要一次性投入較多設(shè)備。目前，中國(guó)已研發(fā)了各種長(zhǎng)壁式采煤技術(shù)的成套設(shè)備。

（二）充填采礦工藝技術(shù)

在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，采空區(qū)屬于較為常見(jiàn)的區(qū)域。在進(jìn)行回采時(shí)，需重點(diǎn)填充采空區(qū)，并綜合利用支架及填充材料，以此來(lái)促進(jìn)采空區(qū)填充效果的提升。在填充工作完成之后，需加強(qiáng)填充體的地壓管理，控制好地表下沉問(wèn)題，確?；夭晒ぷ鞯恼＿M(jìn)行。同時(shí)，運(yùn)用充填采礦工藝技術(shù)可以降低由于山體自燃而出現(xiàn)的火災(zāi)事故頻率，提升采礦工作的安全性。

（三）井下爆破采煤技術(shù)

首先是科學(xué)設(shè)計(jì)炮眼位置，需經(jīng)嚴(yán)密的計(jì)算與分析，進(jìn)而對(duì)炮眼排列加以設(shè)計(jì)，提高爆破的產(chǎn)煤效果；其次是裝煤環(huán)節(jié)，由于煤層在經(jīng)爆破后會(huì)出現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)坍塌，需要將散落煤炭進(jìn)行裝運(yùn)，完成爆破采煤過(guò)程；最后是采煤區(qū)支護(hù)環(huán)節(jié)，這是保證煤層爆破后安全性的重要措施，為爆破采煤提供安全保障。

（四）綜合機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)

綜合機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)指的是在開(kāi)采的過(guò)程中，所有開(kāi)采環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。例如：在割煤和裝煤的過(guò)程中，企業(yè)通常用滾筒式的采煤機(jī)進(jìn)行工作，通過(guò)采煤機(jī)割煤后可以用輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)煤。然后企業(yè)可以根據(jù)自身需求來(lái)選擇采空區(qū)的處理方法。通過(guò)使用綜合機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)，工作人員不僅降低了工作壓力，也提高了井下開(kāi)采的安全性。

（五）普采工藝

煤礦開(kāi)采過(guò)程中的普采工藝主要在綜采工作階段采煤機(jī)落煤，用刮板輸送機(jī)等設(shè)備裝車(chē)運(yùn)煤結(jié)束后開(kāi)始使用，通過(guò)人工施工對(duì)頂板進(jìn)行單體柱的支設(shè)，進(jìn)而完成后續(xù)采煤工作的采煤工藝，與綜合機(jī)械化采煤技術(shù)相比，普采工藝中對(duì)人類(lèi)的依賴程度較高，對(duì)設(shè)備功率的要求不高，但這種采礦技術(shù)的安全系數(shù)低，施工效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度低，平行梁直柱和交錯(cuò)梁直柱是兩種這種采煤工藝中較常見(jiàn)的支護(hù)形式。

（六）采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)

煤層地質(zhì)條件會(huì)對(duì)煤礦開(kāi)采工作效率產(chǎn)生巨大的影響，在開(kāi)展有關(guān)工作時(shí)，工作人員需運(yùn)用采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)來(lái)提高工作效率。運(yùn)用此技術(shù)可以對(duì)開(kāi)采工作予以全面的分析，讓工作在開(kāi)展的過(guò)程中更加高效與科學(xué)?，F(xiàn)階段，中國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)問(wèn)題較多，盡管部分煤礦企業(yè)已通過(guò)高壓注射技術(shù)和化學(xué)加工技術(shù)等來(lái)開(kāi)展各項(xiàng)工作，但依然有局限性，因此工作人員應(yīng)控制硬頂板條件和破碎頂板條件的巖層，并對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)運(yùn)用予以全面的評(píng)估，以此來(lái)使工作面放煤得到進(jìn)一步的優(yōu)化。

（七）連續(xù)采煤技術(shù)

該技術(shù)作為新型采煤技術(shù)，其核心設(shè)備是連續(xù)采煤機(jī)，具備回采、巷道掘進(jìn)等功能，主要適用于房柱式采煤法。連續(xù)采煤技術(shù)可同時(shí)完成破煤、裝煤等操作，開(kāi)采效率更高，能夠?qū)崿F(xiàn)高度機(jī)械化開(kāi)采。但連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用，對(duì)煤礦開(kāi)采環(huán)境有較高要求，主要用于煤層厚度適中，煤層地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦井環(huán)境，這也就限制了連續(xù)采煤技術(shù)應(yīng)用空間。

（八）高新技術(shù)運(yùn)用

由于煤礦開(kāi)采受地質(zhì)條件的影響，為了能夠?qū)崿F(xiàn)采煤技術(shù)的提高，在開(kāi)采技術(shù)選擇之前，需要對(duì)煤層的條件采用先進(jìn)的地質(zhì)勘查技術(shù)手段進(jìn)行充分的調(diào)研，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，結(jié)合勘探情況，繪制合理的圖件，并且在掌握到全面精確的勘探資料后，對(duì)煤層的制定詳細(xì)的方案，選擇適應(yīng)煤層條件和企業(yè)規(guī)模的煤礦開(kāi)采方法。此外，可以通過(guò)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用高新技術(shù)對(duì)煤礦巷道的安排實(shí)現(xiàn)科學(xué)化和合理化，采用綠色技術(shù)可以改善煤炭開(kāi)采的負(fù)面影響，減輕煤礦開(kāi)采對(duì)環(huán)境的污染程度。

結(jié)束語(yǔ)

煤礦井下開(kāi)采時(shí)，采煤技術(shù)和采煤工藝的選擇對(duì)于煤層開(kāi)采的效率和安全性有著重要影響。常見(jiàn)的井下采煤技術(shù)有長(zhǎng)壁式、房柱式及充填式三類(lèi)。長(zhǎng)壁式采煤技術(shù)是中國(guó)目前使用最為普遍的采煤技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)在于井下工作面巷道布置較為簡(jiǎn)單，通風(fēng)管理比較容易，適用于各種條件下煤層的開(kāi)采。目前井下采煤工藝主要有炮采工藝、普通機(jī)械化采煤工藝及綜合機(jī)械化采煤工藝。綜采工藝的發(fā)展是煤礦開(kāi)采史上的一次技術(shù)革命，極大地提高了采煤效率，使礦井產(chǎn)量由年產(chǎn)幾十萬(wàn)噸提高到年產(chǎn)千萬(wàn)噸。