煤矿井下采煤技术存在的问题及对策

崔志勇

摘要：近些年，我国采矿技术取得了较大的发展，而一些新型自动化设备及大型采矿设备的投入使得采矿效率及自动化程度有了明显的提升。经过近些年的发现与实践，科学合理的采矿技术能够提高井下采矿效率，对提升我国矿产企业的采矿能力将具有积极作用。但相对于一些发达国家而言，我国井下采矿技术的发展还待进一步深化。

关键词：煤矿；井下采煤技术；问题；对策

1井下采矿的特点及分析

对于井下采矿而言，其有其特殊性，如相对于露天煤矿，井下的采矿环境较为复杂，且存在较多的不可控因素，如采矿难度大及技术要求高，安全风险大及采矿效率也低。因此，在进行采矿时应对采矿技术进行深层次的开发，以保证人员、设备及矿产资源的安全。而对于井下采煤而言，由于井下环境存在较大的差异，所使用的采矿技术也有所不同，应结合实际情况，选择合适的采矿技术实现安全有效的开采。对于部分煤矿而言，采煤过程中存在较多困难，如矿区上面存在较多的建筑物，采取常规的方式实施开采，必将造成较为严重的上部建筑塌陷问题，对其开采造成较大影响。对于此，在对矿井开采中应采取有效的手段，如选用合适的开采技术、完善的开采设备及其他配套工艺等，以保证矿井开采的安全及合理，并加强矿区资源的有效利用。

2现有井下采煤技术发展中存在的问题及分析

井下采矿技术在实际的应用过程中，虽然取得了不小的进步，在很多领域也取得了突破，但是在实际开展过程中，也遇到了非常多的问题，其主要表现为：技术的应用水平较低，很多井下专业人员的自身素质和专业技术能力不过关；很多井下采矿系统和各种防护措施都存在不到位和不安全的现象。很多采矿单位对井下采矿工作安全管理没有给予足够的重视，导致各种采矿安全风险因素较多。在井下采矿过程中，并没有制定出一套科学合理的技术方案，出现工作内容划分和责任划分不明确的现象，对采矿技术质量和水平造成了不小的影响，无法有效满足采矿工作的实际需求。

3采煤技术存在问题的对策分析

3.1加强地质勘探

很多煤矿采煤技术存在的问题与地质条件有很大的关系，这是因为开采决策多是根据煤层地质条件确定的。因此，为了使采煤技术能更好地适应煤矿的地质条件，应该尽量降低地质条件的不确定性。对煤矿开采影响最大的是地质构造，例如断层、陷落柱以及褶皱等，应该加强对这些地质构造的勘探。虽然煤矿已经对矿区的地质构造进行了勘探，但是获得的数据比较粗糙，例如对于落差小于2m的断层不能进行勘探。为了能获得更为详尽的矿区地质资料，还应该采用物探和钻探相结合的方法。特别是要勘探出工作面开采区域存在的小型断层情况，因为很多地质灾害的发生多与小断层有关，例如煤与瓦斯突出、突水等。此外，在对勘探数据进行处理时，要特别注意一些异常点或错误点，必要的情况下，还要重新勘探查明情况。

3.2强化瓦斯抽采

瓦斯治理是中国很多煤矿面临的棘手问题，这是因为中国煤层透气性比较差，常规的钻孔抽采效果差、效率低。因此，需要采取一些强化措施来加速煤层中瓦斯的抽采。在采取强化措施时，一定要考虑到煤层的实际情况，通常需要参考煤层的硬度。对于硬煤渗透率较低的情况，可以采取水力压裂、深孔爆破、超临界CO₂压裂、液氮压裂以及水力冲孔等强化措施来加速煤层中瓦斯的抽采；而对于软煤，可以采取的强化措施比较有限，主要有抽采钻孔下套管、大直径高位钻孔抽采等。针对煤层中瓦斯解吸速度慢的情况，需要采取一些促进解吸的措施，主要有注入表面活性剂、注氮抽采、注CO₂抽采等。表面活性剂主要是通过增强吸附瓦斯的活性来促进瓦斯解吸，而注入N₂，CO₂主要是因其吸附煤的能力比瓦斯强，从而形成一定的竞争吸附。

3.3发展巷道快速掘进技术

目前，巷道的掘进速度已经成为限制综采工作面产量的一个重要因素，必须采用一些措施来加快巷道的掘进。要实现巷道快速掘进，关键在于两方面，一方面要提高掘进过程中的破岩速度，另一方面要提高掘进过程中的巷道支护速度。此外，还需要考虑煤层地质条件的影响，即要防治煤矿地质灾害，例如煤与瓦斯突出、冲击地压等。为了实现巷道的快速掘进，需要做好三方面的工作，即对地质情况有详细的了解、将煤层中的瓦斯浓度降到安全值以下、采用先进的掘进工艺。工艺先进不仅指的是采用的掘进设备先进，而且各道工序的衔接能达到最好。考虑到岩巷的掘进效率比较低，要尽量减少岩巷的掘进量，提高煤巷的掘进量。煤巷的掘进采用一些连续采煤机再配上锚杆机，这样掘进的速度可以达到很高。

4煤炭开采中使用的采煤技术分析

4.1采用定点爆破采煤技术

这是一种非常传统的采煤技术，定点爆破技术主要是爆破煤层，促使其能够在爆破过程中出现坍塌和脱落，从而有效地收集煤炭资源，并将收集到的煤炭运输到地面上。在井下煤炭开采中采用定点爆破采煤技术主要是确定在煤层中安放炮眼的位置，一般炮眼安放的方式有五种，分别是对眼、五花眼、三花眼、单排眼和三角眼。布局并确定好炮眼之后开始引爆。在实际的定点爆破技术应用中需要注意：首先确定好爆破后落煤的位置，这就需要技术人员进行爆破范围的控制，从而在爆破过程中精确确定落煤位置，所以应该要安放好炮眼；其次是装煤，爆破会导致煤层出现坍塌现象，所以应该要人工将煤炭安放到运输设备；最后是处理采煤区和支护工作面，一般爆破采煤之后会使用全部垮塌法处理采煤区，利用支柱进行工作面的支护，从而确定工作空间更加安全。

4.2常规的机械采煤技术

这种采煤技术比较传统且落后，在井下煤炭开采中采用机械化方式采煤，主要的采煤流程与爆破采煤技术基本一致，只是机械采煤技术使用滚筒式的采煤机设备，采用螺旋桨切割方式促使煤层脱落，之后利用人工或者是机械方式将煤炭填装到运输设备上，运输到地面。这种技术使用的滚筒式采煤机主要分为双滚筒和单滚筒，在使用过程中通过螺滚筒的旋转促使煤层脱落，然后装填和运送煤炭，初步实现机械化采煤。

4.3连续采煤技术

将连续采煤技术应用到井下采煤过程中，能够有效地改善、创新并调整破煤和装煤的工序，实现机械化作业，在采煤过程中使用连续采煤机进行操作，同时使用专门的煤炭机械进行煤炭运输，应用锚杆锚索等支护技术加固并维护煤矿巷道，从而高度化、机械化按照采煤流程进行煤炭开采。

4.4综合机械采煤技术

这种技术在井下采煤过程中要求较高，主要应用原理就是使用双滚筒式的采煤机进行机械化采煤，同时也要与其他设备，如运输刮板、履带式运煤机、牵引机等进行配合，从而提高运用机械化的程度，降低人工劳作的强度，确保井下采煤工作更加安全，提供作业效率。综合机械采煤技术的应用促使我国煤炭机械化开采进入成熟阶段。

结束语：综上所述，随着我国社会经济的发展，人们生活水平的提高，人们对煤炭开采量也提出了要求。因此，根据煤矿开采环境的不同，井下煤层的结构不同，煤矿企业需要选择适合的开采方式。以降低成本，提高经济利益为首，要利用安全性高且实用性强的开采技术。只有这样才能整体提高煤矿企业的开采率和经济收益，促进煤炭行业的发展。

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