井下矿山煤矿开采中的技术改进

刘学武

摘要：近些年来，我国社会经济的飞速发展，对能源的需求不断加大，从而带动了地下采矿技术的发展，很多采矿新工艺、新技术、新设备以及新材料在地下矿山得到了应用。这就要求相关企业必须不断更新开采技术，逐步优化开采模式，并引进国外先进的技术，切实地提高我国地下矿山开采水平，以便于更好地适应我国当今社会发展的需求。本文仅围绕着如何实现减少地表沉陷的开采技术，矿井下的瓦斯、粉尘技术。

关键词：井下采煤；技术；问题

1地下矿山开采技术分析

1.1地下矿山无废开采技术

地下矿山无废开采技术是近些年才发展起来的，但是很快就得到推广与应用，因为改技术符合国家产业政策和发展方向。此外，地下矿山无废开采技术不仅可以充分利用矿产资源，为企业创造更多的经济效益，而且可以避免废弃物对自然环境造成污染和危害，是今后矿山开采技术发展的首选。该技术主要包括：高浓度尾矿料的制备与输送技术、全尾矿充填技术等。目前，地下矿山无废开采技术在俄罗斯、美国、德国、印度、加拿大等国家得以广泛应用。

1.2崩落采矿技术

自然崩落法在地下矿山开采中应用较广泛，其优点在于采矿成本低、生产能力大、开采速度快等，尤其是对于那些矿化均匀、矿体厚大，并且容易于自然崩落的低品位矿床开采，特别适用。自然崩落法的应用原理是，在通过在地下矿山中破坏矿块内的应力平衡，使得矿块大面积拉底后，进而引起应力不均匀分布或应力集中，形成新的自然平衡拱，拱内矿石因受重力作用而周期性冒落，最终达到矿山开采的目的。

无底柱分段崩落法是近些年才在我国应用的，至于如何加大和优化结构参数的问题仍然是阻碍该方法在我国进一步推广的主要因素。其中，结构参数优化的目的就是为了增大进路间距，从而极大地减少采掘工程量。由于增大进路间距可操作性强，易于实现，目前在我国的桃冲、程潮、板石沟以及北铭河等矿山都应用了该技术，并呈现出诱人的应用前景。特别是那些低贫化放矿或无贫化放矿工序，为了保持矿石界面的完整性，正常情况下在放矿过程中当矿岩界面正常到达出矿口时便停止放出，从而最大程度地减少矿岩的混杂性，提高矿岩的纯度。随着无底柱分段崩落技术的应用，能够极大地减少岩石混入，降低贫化，并将为相关企业带来巨大的经济效益。

1.3承压开采技术

承压开采是在有效保护地下水环境前提下的开采技术，并且开采效率也比较高。随着矿井开采速度、开采深度、开采规模进一步加大，一些矿区来自底部的灰岩裂隙岩溶高承压水的威胁日趋严重，对接下来矿区的开采造成一定的难度，底板岩层在采动的影响下的破坏程度也日趋加剧，承压开采技术能够很好地克服以上问题。承压开采技术指的是在不疏降地下水位的情况下，回采工作面底板含水层有较高的承压水作用时，通过底板封堵、加固等手段来从而防止水害事故的发生，确保开采工作的顺利、有效进行。一般情况下，承压开采的三种途径：合理选择开采区域、当留设防水（砂）矿（岩）柱、取合理的采矿方法和工程措施。

2技术改进

2.1减少井下瓦斯和粉尘

煤矿生产过程中预先抽放煤层中的瓦斯，可以有效地减少生产中瓦斯的涌出量，不仅是确保安全生产的重要技术措施，也是减轻矿井排放瓦斯污染环境的重要途径。根据不同条件，有多种与之相适应的抽放方法，如开采煤层抽放、邻近煤层抽放、采空区抽放、钻孔抽放、巷道抽放、综合抽放及卸压抽放等。此外，矿井火灾是煤矿的主要灾患之一，火灾产生的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等多种有害气体也是瓦斯的重要成分，对煤矿井下工作环境以及地面大气环境都是有害的，必须加强防灭火，具体措施：①建立预测煤层自燃危险程度的科学方法。②采用先进的综合配套防火技术，大力发展综采和综放开采的高产高效采煤工艺。③建立实时火灾预报监测装置，可以克服束管式监测系统检测时间滞后的弱点，能适应外因火灾紧急与自动扑灭的需要，有利于环境监测系统联网，从而能够明显扩大检测的覆盖面，提高矿井抗灾能力。④使用防灭火黄泥灌浆代用材料新技术，避免与农民发生争地取黄泥的问题。

采煤工作面的粉尘都是先后采用了高压喷雾或高压水辅助切割降尘技术，有效地控制了采煤机切割时产生的粉尘，同时减少了截齿产生火花引燃瓦斯、煤尘爆炸的危险性；掘进工作面主要采用内外喷雾相结合的方法，降低掘进机切割部的产尘量和蔓延到巷道的悬浮粉尘，同时通过粉尘净化、通风除尘、泡抹除尘、声波雾化除尘等综合措施，可以取得显著的降尘效果。

2.2合理处理污水

矿井排水中的岩溶水，多为未被污染的地下水，若与其它矿井水分开排放，则不会造成对环境的污染，并可再利用，基本上符合生活用水标准；有的岩溶水中还含有多种有益微量元素，可开发加工制作矿泉水。水采煤泥和煤泥水是水采矿井环境污染的主要因素，水采矿井的主要任务是防止水采煤泥和煤泥水污染环境。近年来，由于水采工艺系统不断完善和提高，先后研究和推广了经济型水采和区域化水采工艺系统，研究和采用了一批高效煤泥脱水回收设备，采取了防止煤泥和煤泥水污染环境的措施，较好地解决了煤泥水排放污染问题，使水采矿井基本上达到了国家环保要求。

乳化油使用时和水配成2%～3%的乳化液，主要用在综采液压支架和外注式单体液压支柱中，外注式单体液压支柱卸载时乳化液排到采空区，综合液压支架乳化液也因泄漏或换液排放井下；在有淋水或排水的工作面，乳化液溶入水中，可能会进入水仓，水仓的水被抽放地面，这样会造成井下或井上污染。由于乳化油中含有50%左右的机油和一些难于被生物降解的添加剂，因此，一旦造成污染会有累积效应，可造成累积污染。处理办法：①通过开发新液压传动介质代替乳化液，降低乳化液的使用量，同时降低或去除原乳化油中的矿物油，并选择易于被生物降解的添加剂，减少乳化油对环境的污染。②研究开发水介质单体液压支柱，完全不用润滑油。③完善各类用油设备的密封性能，防止石油产品泄漏。同时，发展油品再生技术，延长油品使用期，降低油品使用总量。

结束语

随着科学技术水平和国民经济水平的不断提升，人们对能源需求在不断的增加，同时也使得矿山开采行不断的发展和壮大，其中地下矿山开采技术得到了飞速发展。矿山开采技术的提升主要是为了提升矿山开采效率、矿山开采的质量以及提升矿山开采的生产能力。本文主要介绍了近几年来的矿山开采技术的现状，并且对未来矿山开采的趋势进行了一系列的探讨，希望本文的研究可以为矿山开采行业的发展提供一定的帮助。

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