井下采矿技术影响因素及优化方式

井下采矿技术影响因素及优化方式

申丽鑫

七煤集团龙湖煤矿 黑龙江省七台河市 154600

摘要：煤矿是我国最大能源，煤炭发掘及开采技术随着时代的发展而不断提高。我国煤矿工业发展进程已投入使用先进的科技，应用于井下采矿技术中，以提高采矿技术的工作效率，提升采矿质量及数量，确保工作人员人身安全。

关键词：井下采矿技术；因素；优化方式

井下采矿作为我国工业发展建设的基本内容之一，直接关系到我国国民经济的发展及人们生活质量。井下采矿技术作为井下采矿工作的应用基础，受金属矿层的强度和结构、技术人员的技能和水平、采矿企业的经济能力等因素影响，导致井下采矿工作存在一定的问题，制约井下采矿技术的实施和应用及采矿工作的发展。基于此，本文分析了井下采矿技术影响因素及优化方式。

一、井下采矿技术特点

1、多样性。井下采矿技术多，不同采矿技术在不同矿产开采中应用方法及适用程度不同，以长臂开采技术为例，长臂开采技术是开采技术中应用较广泛的一种方法，具有生产效率高、采矿质量好、高生产性能等特点，主要运用于煤矿井下开采作业。若在金属矿层采用长臂开采技术则适用性差，主要是由于煤矿矿层厚度、矿源存储量、分布深度与金属矿层不同，所以必须针对不同矿产有针对性的选取采矿技术。

2、复杂化。与露天采矿工艺技术相比，井下采矿工艺技术较复杂，在安全性和生产效率方面有较大差异，同时受场地限制，导致采矿工作效率低，且井下采矿技术应用需更多的投资保障开采的安全性。要求煤矿企业要在井下采矿技术应用前做好充分准备工作，在确保安全前提下改善工艺技术和加强科学管理手段，提高井下采矿的安全性和高效性。

3、特殊性。井下采矿作业的特殊性是指井下采矿技术随着科技的进步，要不断的更新换代新技术，紧跟时代发展需求，与时俱进，加强对机械设备的资金投资和对新设备及现代化人才的引进，从设备、技术、人才等方面全面提高企业竞争实力，更好地为煤矿企业创造更大经济效益。

二、井下采矿技术影响因素

1、地质因素

1)开采深度。由于煤矿顶煤冒放性与煤矿开采深度之间关系紧密，需根据井下煤矿开采实际经验与相关理论进行计算，最终找出煤矿开采深度与顶煤冒放性二者间的关系，这也是煤矿企业开采中选择适宜煤矿井下生产技术与采矿方法的依据。

2)煤层结构。煤层结构也是影响采矿技术的重要因素之一，不同的煤层结构会导致不同的开采结果。通常，煤层中含有硬度不一的岩石，这些岩石在开采中虽能起到支撑顶煤作用，但会影响顶煤冒放性，同时增大了顶煤下降难度。因此，企业在开采煤矿时，需事先勘测整体煤层结构，再根据其中的岩石分布和硬度，选择适合的采矿方式和技术。

3)煤层强度。从相关研究和资料中不难发现，采矿技术的选择会受到煤层强度的直接影响，煤层强度越低，其抗压性越差，开采难度越高，对采矿技术的要求越高。此外，煤层的裂隙程度也会影响采矿技术的选择。

2、技术水平。虽然我国井下煤矿开采技术与过去相比，技术、设备均较先进，提高了煤矿开采效率，但我国煤矿开采技术还存在一些缺乏，需改进。

3、受经济因素影响。采矿装备也是影响井下煤矿开采的主要因素之一。现代科技的发展，离不开现今的机械化设备，但设备的购买、技术改进与研究需投入大量资金，还需深入剖析煤矿采矿投入与产出情况，并根据最终分析结果来选择最佳开采技术与方法。

三、井下采矿技术存在的问题

1、瓦斯灾害。瓦斯事故是所有煤矿灾害中除自燃现象外最主要的灾害，主要是煤炭和瓦斯突出且瓦斯超限造成的爆炸现象。瓦斯和煤炭相互存在，是存在于煤层中间的非常规性天然气，通常其成分是CH₄，热度是通用煤的2～5倍。瓦斯在燃烧后几乎不会产生任何废气，是目前较好的生产生活燃料。瓦斯遇到明火后会爆炸，这也是煤矿瓦斯爆炸的主要原因，煤炭自燃易导致瓦斯爆炸，而且瓦斯直接排放到大气中也会对生态环境造成严重破坏。

2、煤炭自燃。煤炭自燃是指煤炭在氧化中的放热现象，煤一旦暴露在空气中，就会氧化，放出热量，若放热过度，使温度超过煤炭自燃点，就会自燃。然而，现有技术仍无法解决煤炭放热强度的测算问题，煤炭自燃依然是煤矿灾难发生的主要原因之一。据统计，我国近50％的煤矿发生过自燃事故，可见其概率之高。要提高采矿安全性，应找出煤炭自燃规律，制订相应防范措施，以减少人员伤亡和财产损失。

四、井下采矿技术的优化方式

1、在井下安装空调。井下采矿常伴随着地热和瓦斯现象，这提高了井下开采作业危险性和难度，为解决这一问题，需加强井下通风。井下矿产资源开采作业时，矿产资源的堆放可能会导致温度升高，这也会导致地热升高，因此，采取常规通风措施难以达到理想降温效果。为达到理想降温效果，应在井下安装空调，达到散热目的。井下空调分为分散式、集中式空调。与分散式空调相比，集中式空调安装效率更高，而且拆卸较简单，适合应用在井底或地面。分散式空调优势体现在开采方便、成本低等方面，分散式空调通常适合应用在采矿作业区和工作面，但考虑到其在具体应用中的整体制冷效果差，因此，其并未被很好地应用到具体生产中。目前，井下采矿主要采取集中式空调，这主要受下列因素影响：①集中式空调在井下应用，整体散热效果好，能避免井下采矿期间发生温度过高，空气不流动而引发的各项事故，能减少经济损失，避免人员伤亡。②集中式空调应用能实现井下快速降温，确保井下全面通风。

2、井下巷道优化布置。井下巷道布置是重要的问题，这是要经验丰富的技术工人对采矿情况实时关注，需变化巷道时随时优化。在采矿中会出现很多情况，矿房和矿柱开采也是有头的，开采完就要换下一个矿房。所以，采矿技术和开采方式都是在不断提升和创新，对巷道的布置，也是为适应采矿技术而不断优化的。巷道布置的合理，采矿技术的应用会更加顺手，煤矿生产效率也在不断提升，对工作人员和企业来说十分有益。优化巷道时，要考虑到前方开采的土层和对整个矿区产生的影响，还有机械运输的便利情况，考虑好防范方面再进行巷道的挖掘。巷道的开采方法要注意通风，结合煤矿的开采技术和掘进技术，进行综合技术的应用，优化矿区巷道，更好的进行采矿工作，提升煤矿开采进度。

3、严格遵守作业规定。井下作业时，相关人员必须严格遵守安全条例，如必须按既定顺序开展作业，不可自行更改；经风门时必须格外小心，不可推搡嬉闹；未经允许不得擅自关闭通风设备；不得擅自破坏防尘设备等。技术人员在下井作业前，必须接受严格的安全指导和作业培训，并牢记井下逃生路线。一旦发生意外或事故，应立刻通知其他井下人员，并马上离开作业现场，进入临时躲避点，确保自身安全。另外，相关人员在下井前要做好安全检查，如不得遗忘安全帽、自救器等作业工具；电钻、钢锯等危险用品不得随身携带，必须放在特殊工具袋内；下井人员不能穿化纤衣服；井下作业结束后必须上交所有自救工具。

4、选择复合实际需求采矿技术。井下采矿作业前，要全面分析开采环境和矿层结构各因素，依据分析结果，选择一套合理高效采矿技术。①若在开采期间遇到顶板过于坚硬或顶板破碎问题，考虑到深孔预裂爆破、高压注水、化学加固技术成本高，负载小，应采用岩层控制技术。②井下采矿开采时，可通过对相应技术的应用，对冲击矿压显现进行模拟，在该基础上，优化冲压机矿压检测系统，提高监测内容完整性与精准性，降低各种事故发生率。③采用支护质量和顶板动态检测技术时，完成缓倾斜中厚长臂工作面监测后顶板动态和支护质量时，要同步检测井下急倾斜、坚硬顶板及顶层作业面支护质量，并严格依据监测结果优化监测系统，提高最终监测结果精准度。

参考文献：

[1]贾海平.井下采矿技术影响因素及优化方式研究[J].能源与节能，2020(10).

[2]李传林.井下采矿技术影响因素及优化方式[J].世界有色金属，2021(20).