煤矿开采井下采煤技术

曹祥

摘要：经济发展以工业发展为前提，而工业发展则需要大量煤炭原料供给。中国地广物丰，煤炭储量在全球跻身前列。但工业经济的发展已消耗大量地表煤资源，而且科技的发展使得煤矿开采机械化进程加快，煤作为森林化石往往沉积在地下，地下煤资源较之地表煤资源丰富许多，这就使井下采煤技术得以广泛应用，进入煤矿开采技术革新的新领域。井下采煤由于其受到构造（如大断层）和工艺特性的影响而具有一定的危险性，而传统人力开采煤矿的时代已变成低效、耗能的过去式，现阶段机械化技术化的井下采煤技术将是煤矿开采发展的新趋势。

关键词：煤矿开采；井下；采煤技术

引言

作为能源消耗大国，我国在煤炭资源储量上较高，也因此，近年来在采煤工业技术水平上日渐成熟。值得注意的是，大多煤矿井下工作环境恶劣、安全性低，且矿体赋存条件有明显差异，致使采煤工艺应用下取得的效果不同，要求结合实际条件进行工艺选择。因此，本文对井下采煤技术与工艺的研究，具有十分重要的意义。

1煤矿开采井下采煤特点

1.1井下采煤作业难度大

相比于地表采煤作业，井下采煤作业难度大，技术要求高，同时由于断层等构造的影响，会使煤层连续性遭到破坏。此时井下采煤必须要因地制宜，满足地下开采的种种需求，因此井下采煤即使有采煤机械的使用也是一项难度较大的工作。对此更应提升井下采煤技术，改进井下采煤器械，加强井下采煤的安全性，提高井下采煤效率。

1.2根据矿型选择井下采煤技术

井下采煤技术中常见的有长臂开采技术和顶煤开采技术，为了井下采煤能顺利安全进行，这两种采煤技术的使用往往要根据井下煤矿的矿型和断层发育情况进行选择。露天煤矿的开采往往进行直接开采就可达到煤矿开采的目的，但井下采煤受煤资源分布和构造等的约束，必须进行开采方式的精挑细选，只有运用正确的井下采煤方式才能进行高效安全的煤资源采集。井下采煤技术的发展使得定向开采这一采煤技术得到较为广泛的应用。定向开采是指根据煤资源事先进行勘探后，利用钻具在勘探位置进行煤矿开采的过程。在钻具向煤矿层深入的过程中，要不断进行勘测，以确保钻具的钻入位置准确，避免轨道偏离。

2煤矿开采井下采煤技术要点

2.1露天采煤方法

露天采煤也是一种较为传统的采煤方法，按照煤层的水平结构将其划分为多个层次，在水平方向上从上至下逐步开采，操作简单，与井工采煤相比，工作范围广，人为地创造出了一个相对稳定安全的作业环境，而且能够很好地应用一些大型的煤矿开采设备，机械化程度比较高，施工效率高，人工成本低，能够有效降低生产成本，产煤质量和生产安全都能够得到有效保障。露天采煤方法的实施，需要以全面细致的地质勘测工作为前提，在了解了矿区的煤层结构之后，制定煤矿开采规划，在采煤时注意煤矿资源的回收利用，贯彻落实节能降耗的绿色采煤理念。

2.2急倾斜层采煤方法

急倾斜层采煤的技术性要求比较高，在进行采煤规划时，需要综合矿区地质勘探结果和采煤单位的开采技术水平、设施配置进行，作出正确的开采方案，合理规划煤矿掘进开采路线，配置作业人员和机械设备，建立健全煤矿开采技术体系，明确采煤流程和技术标准，提高煤矿开采效率及回收效率。与此同时，为了进一步提升煤矿开采的可操作性，可以适当加深采煤高度，增长采煤工作面，进一步改造煤矿巷道结构，优化煤矿通风系统设置，提高通风安全性，将巷道瓦斯浓度和粉尘浓度控制在合理范围内，保证煤矿生产安全。

2.3全自动刨煤机采煤技术

在浅中层煤矿中，常采用全自动刨煤机进行机械化采煤，这一技术生产效率极高，能够一次性挖掘25米深度的煤层，生产成本较低，是现代化机械采煤体系中的一种重要采煤技术。刨煤机是此类采煤技术的关键性设备，因此作业人员应该定期对机械设备进行养护维修，在日常工作时如有异常，及时检修进行故障排查，确保机械零部件的牢固，如有损坏及时更换。在工作时，作业人员应加强对于产煤质量和开采效率的监测，不时调整刨煤机的运行参数，让设备始终处于一个机械疲劳状态内的最佳运行状态，延长设备使用年限，进一步提高生产效益。

2.4综合采煤技术工艺的选择

综合采煤技术及工艺主要是借助煤矿机械化和自动化设备来完成煤炭的开采工作的，在煤炭开采的过程中，运用机械化采煤机进行煤层的切割、传送及运输工作，在综合采煤技术工艺实施的过程中采煤各环节都以自动化、机械化的方式开展，整合众多采煤方式和工艺的优势，在井下煤炭开采过程中，始终以较低成本、较高效率的工作为主，而且井下操作人员的工作强度不大，这种模式在我国许多大中型煤矿中都有普遍使用。但是综合采煤技术及工艺的使用中，也存在一定的缺陷和不足，综合采煤技术高度依赖机械设备，而机械设备又需要技术能力较高的人员进行操作和管理，通过大量的实验和实践证明，综合采煤技术及工艺的运用需要煤矿企业拥有较高的人力资源队伍和较为雄厚的资本力量，而且综合采煤技术适用于坡度小于50°的井下煤层，总的来说，综合采煤技术由于其成本较高，设备的投资和人员的投入需要大量的资金，但是伴随的效益也较高，适合大中型煤矿的富矿区而且开采环境较为优越的煤矿中进行。

2.5放顶煤开采技术

作为回采技术之一，放顶煤开采技术在当前地下煤矿开采中应用较为常见。从放顶煤开采技术应用优势看，主要表现在对煤矿开采进度进行准确定位，辅助整个开采生产过程。从既往大多实践研究中均可发现，在放顶煤开采技术应用下，通过对煤矿开采工序的优化，使煤层回采效率提高，采煤质量因此得到保障。值得注意的是，放顶煤开采技术应用下有一定的限制性因素，如开采区域井下水文地质条件过差、有煤岩或瓦斯突出可能、工作面回采率过低、采放比保持在1：3以上以及煤层厚底低于4m，该类情况均无法引入放顶煤开采技术，原因在于技术应用下，将会面临老窑水、强含水层、地表水相互导通情况，难以实现开采的目的。因此，煤矿开采中，尽管不同工艺技术均有其优势，但需考虑到实际作业情况，避免盲目应用致使开采失败。

2.6联合高强支护技术的应用

该技术是将锚背支护及U型钢支架进行联合而得到的具有非常高强度的一种支护结构，能更好地确保巷道深部结构的完整性，且能使巷道所产生的流动问题、形变问题得以避免。联合高强支护技术能防止巷道深部发生形变问题，同时也可以避免巷道的顶端位置和煤层所出现的侧向形变问题。

2.7开采布置技术革新

根据煤矿分布和断层发育情况，要根据矿型的要求进行开采布置，不仅能提高煤资源开采效率，在一定程度上还改善了开采环境。在煤矿开采前对煤矿各项指数进行测量，进行有效的地质状况把控，针对性地使用开采设备，根据煤矿特点合理布置人力和器械资源。进行合理的开采布置有利于资源的合理利用，提高开采效率，同时降低能耗，提升安全性。

结束语

我国煤矿的赋存条件，总体来说是较为复杂的，并且煤层的赋存条件不同，煤炭的井下开采环境也存在较大的差异，因此，面对多样化发展的开采技术与采煤工艺，各煤炭企业需要具体情况具体分析，根据煤层的具体赋存条件，结合各种采煤工艺的适用条件进行综合考虑，能够在切实保障煤矿开采安全的同时，最大限度提高开采效率，并进一步促进煤矿企业的可持续发展。

参考文献：

[1]郝忠君.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].内蒙古科技与经济，2015（13）：78.

[2]李强.煤矿综合信息化系统实施方案的研究[J].煤矿机械，2013（2）：213-215.

[3]李保顺，李幸宇.井下采煤技术及采煤工艺的选择探究[J].科技风，2014（6）：45-46.