煤矿井下开采技术分析

煤矿井下开采技术分析

李元清

李元清

新疆焦煤（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐市830025

摘要：近年来，随着科学技术的发展，采煤技术有了较大的进步，不仅煤矿采煤效率有所提高，而且煤矿产量也大幅度提升。在当前煤矿开采作业过程中，通过合理应用井下开采技术，不仅可以实现资源的优化配置，而且还能够提高采煤的经济效益，为煤矿企业的健康、持续发展奠定良好的基础。

关键词：井下开采技术；缓倾斜煤层；急倾斜煤层；薄煤层

1引言

在我国矿产业运行及发展中，通过采矿技术的规范化、采矿工艺的完善性，可以实现固体矿产的安全开采，为矿产开采行业的发展提供支持。但是，在一些区域中的矿产开采中，由于影响因素的多样化，导致开采受到人为因素、环境因素以及设备因素的影响，这些现象的出现会为矿产资源的开采留下隐患。因此，在现阶段资源开采中，管理者应该结合固体矿产资源的区域性特点，进行采矿技术以及采矿工艺的系统分析，实现采矿的安全化、规范化，有效促进现代矿产产业的稳定发展。

2井下采煤技术的特点

1）煤矿开采技术不同，产生的效益也不同。长壁式开采技术和放顶煤开采技术是中国井下采煤的两种重要技术。在以前的开采实践中，由于技术不足，无法准确定位煤矿资源的位置，开采难度较大；随着技术的不断革新和发展，定向钻探技术的发明和应用使得工作人员能更好地定位地下的煤炭资源，并且能根据实际开采情况及时纠正相应的错误，从而大幅度提高开采效率。在井下煤矿开采过程中，技术发挥着非常重要的作用，因此相关工作人员必须加强对技术的研究和创新，加大研究经费的投入。2）井下开采过程较为复杂，技术难度系数高。井下采煤和露天开采是中国两种最主要的采煤方式。一般而言，井下煤矿储备要多于露天煤矿储量。因此，必须加强对井下煤矿开采技术的创新和研究。井下开采和露天开采不同，井下开采的难度系数更高，由于煤矿一般都在地下深处，且煤层分布非常复杂，所以在开采前需做好勘探、调查及爆破工作，充分分析当地地形结构和地质结构，提高煤矿开采效率，保障施工人员的生命和财产安全。

3煤矿井下采煤工艺分析

3.1顶控制技术

在井下煤炭资源开采中，顶空技术的使用可以满足煤炭开采的不同需求。首先，在硬顶板控制技术使用中，可以将其运用在处理掩埋地下的硬顶板，实际作业中，硬顶板可以控制煤炭采集技术，之后利用岩层的压力以及定向水力，进行煤炭资源的压裂及爆破，有效提高煤炭资源开采的效率。而且，在该种技术使用中，通过采煤布局的合理调控，可以通过科学技术的使用，保证煤矿开采的安全性，推动煤矿产业的稳定发展。其次，硬厚顶煤控制技术。技术使用中，通过开采埋深、支撑压力偏小的硬厚煤层，充分展现煤炭资源开采的灵活性。在该种技术使用中，可以随踩随冒，提高煤炭资源的回收效率，而且也可以保证煤炭资源开采的安全性，促进井下煤矿开采的整体效率。

3.2炮采

炮采即应用爆破的方法进行工作面落煤。炮采采用机械化方式运煤。装煤是单独的工艺。其他工序和普通采煤方式一般是相同的，应用的设备也较为简单。炮采适用于一些不适合用机械开采的煤层。中国的炮采大多都应用于一些急倾斜或地质条件较为复杂的煤层中。几种采煤技术相较而言，炮采的适用性非常强，技术较简单且容易学习和掌握，技术装备也很便宜。但炮采也有缺点，如劳动条件比较差等。

3.3综采工艺

该工艺又称为综合机械化采煤法，通过机械化连续作业的方式完成各个生产工序，具有较高的生产效率和机械化程度，能够有效降低职工劳动强度，自动化完成破煤、运煤、装煤及支护等工作。①割煤作业，割煤包含装煤和破煤两种，在割煤工序里采煤机包括刨煤机和滚筒采煤机，而滚筒采煤机又可分为双滚筒和单滚筒两种类型。②煤炭运输，采煤机切割下煤炭后，将其送至刮板输送机，然后由带式输送机和桥式运载机运送到综采工作面。③采空区支护处理，在对采空区进行处理、护帮和切顶时，要将高压液体作为工作面上液压支架的动力，让其自行完成相关工序。工作面支护方式分为两种：一种是滞后支护，另一种是及时支护。滞后支护方式适用于顶板周期压力大且稳定性好的工作面，而采空区则采取自由垮落的方式。

3.4连采工艺

井下煤炭资源开采中，通过连续工艺的使用，可以提高设备操作的整体水平，而且安全性较高、成本较低，例如，在煤炭产业进行连采工艺选择时，运煤中会选择梭车，通过其伸缩功能提高煤炭资源的运输效率，之后在使用锚杆实现支护，最后用铲车搬运物料，提高作业面的清理效率。所以可以发现，在该种技术运用中，可以通过连续作业可以保证煤炭开采的有序进行。但是，在技术使用中，当井下通风条件较差时，煤炭的回收率相对较低，影响煤炭资源开采的经济性，而且，连续开采工艺中，对煤层的地质要求较高，在开采深度确定中，需要保证为较浅的近水平煤层，地层倾角不能超过8°。因此，在该种工艺选择中，应该针对采煤层的特点，进行工艺的使用。

3.5埋藏浅、硬厚顶煤类煤矿开采技术

在采用这种采煤方法时会有大量的煤柱留置在采空区内，并在实际采煤过程中顶板岩体也不会有效地放落下来，以此来形成支点压力区。而在重力作用下，煤桩与顶板岩体的应用会呈现出不断增加的态势，煤柱的弹性潜能会不断累积，当其释放时，则顶板岩体则会快速向采空区运动，坚硬顶板会出现大面积冒落，因此利用这种开采技术时顶煤回收率会大幅度提升，基本顶还能够按照一定距离跨落，从而使顶煤出现碎碎，完成采煤作业。但在实际应用这种开采技术时，硬顶煤在冒落过程中会有大量的冲击力产生，容易导致地面塌陷或是引发安全事故，这就需要在具体作业时要加强安全防护，一旦发生异常则应及时撤离。在矿井开采作业时，部分煤层坚硬度和厚度都较大，同时煤质强度也较大，裂隙率处于较低水平，资源回收率较低，在这种情况下，开采时可以采用硬厚顶煤控制技术。硬厚顶煤控制技术具体以顶煤深孔爆破和高压水裂为主，任何一种方法都能够解决坚硬厚煤层顶煤冒落难度大的问题，能够保证顶煤体的随时开采和随时冒落，确保顶煤回收率能够得到有效的提升。

3.6普采

普采即普通机械化采煤。普采一般是通过采煤机完成装煤和割煤的工作，单体支护的操作步骤通过人工操作完成，尽管人工操作的安全程度较高，但工作效率较低，成本也比较高。相比于其他工艺，普采的适用性非常强。齐梁直线和错梁直线的柱式支护是普采工艺最常用的两种支护方式。普采对于地质条件普适性较高，尤其是需要转换工作面时会较为方便。另外，普采的生产组织也相对容易，应用比较广泛。

4结束语

煤炭能源是工业生产与人们生活的重要能源，在实际开采中要根据地质条件和煤层类型，科学选择采煤工艺，不断优化采煤技术，推动煤矿企业实现绿色开采，提高采煤的效率和采煤的质量，实现煤矿企业的健康可持续发展。

参考文献：

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作者简介：

李元清男（1991.05-），汉族，籍贯：山东省莱州市，学历：本科，现从事煤炭开采技术工作。