试论煤矿开采方法和技术应用

试论煤矿开采方法和技术应用

刁家乐

山东能源新矿集团内蒙能源长城五矿

摘要： 实现煤矿开采的安全高效，必须应用科学先进的方法和技术。因此，在进行煤矿开采过程中, 必须熟悉掌握各种开采方法技术, 根据不同煤矿特点选择适合的科学和先进的开采方法技术, 同时根据实际情况，应该及时进行创新, 使用更加安全、环保和快捷的方式进行煤矿开采。高效的开采技术在煤矿行业当中十分重要, 基于此, 本文针对煤矿行业一些高效开采方法做技术性的分析和阐述。

关键词： 煤矿开采 技术 应用

1 煤炭开采技术方法进行研究的必要性

目前, 煤炭开采过程中存在很多问题, 主要体现在两个方面:水资源的严重破坏和瓦斯处理技术有待提高。由于煤矿在开采过程中长时间采用机械挖掘和爆炸挖掘的方式, 使地面环境一旦发生变化, 就会导致水资源遭到污染。瓦斯是煤矿开采过程中产生的气体, 这种气体不仅会对工作环境产生影响, 还会由于密度太大发生爆炸, 直接威胁煤矿工作人员的安全。基于这些原因, 在进行煤矿开采过程中, 必须熟悉掌握各种开采方法技术, 根据不同煤矿特点选择适合的开采方法技术, 同时也应该及时进行创新, 使用更加安全、环保和快捷的方式进行煤矿开采。

2 煤矿开采方法和技术的分析

2.1 机械挖掘和爆破开采

机械挖掘是目前煤矿开采行业当中最为常用的一种开采手段。刨煤机的诞生代替了传统的人工挖掘方式, 加快了煤矿开采效率。但是刨煤机对于煤层有一定的要求, 对于薄煤层或者中等硬度煤层是最好的开采方式。

炸药在煤矿当中的使用也是十分广泛的。但是采用爆破方式开采有一定的要求, 首先利用爆破开采煤矿必须得是大范围的开采, 其次也必须是强度较高的煤层, 而且煤层的分部要有大于40°的倾斜角度, 这样开采的效率才会达到最大化。

2.2 顶部炮采

顶部炮采主要分为滑移支架炮采和钢梁固定炮采两种。滑移支架炮采主要应用于煤层倾斜度>5m的煤层, 煤层倾斜度就属于不规则煤层, 这个时候就需要支架滑移的方式将煤层进行一个校准, 通过滑移支架的调整固定之后, 接下来再进行炮采, 这样开采的准确性、安全性和高效性就获得了保障。而且支架滑移是炮采方法当中安全性较高、运用范围较广的方式;钢梁固定炮采方式也是运用于复杂的煤层当中, 它和滑移支架的炮采方式通常是应对复杂的煤层开采, 钢梁固定的方式是针对条件恶劣的煤层, 由于这种煤层不稳定使得开采的时候就需要做到快、准、稳, 才能保证煤矿顺利安全开采。开采的主要方法就是先用钢梁固定煤层, 当煤层稳定好之后, 接下来就是利用炮采进行开采了, 这种方法和前面提到的滑移支架炮采都是用来应对复杂煤层, 针对复杂多变的煤层开采可以起到事半功倍的效果。

2.3 填充开采

填充开采可以分为胶状混合物填充法、覆盖式填充法和粉煤填充法三种。胶状混合物填充方法一般适用于一些煤层较为松弛的情况, 这种填充方法的原料多半是骨料和混凝土附带一些胶结剂配置而成的填充物;覆盖式填充方法就是先弥补再开采的方式, 通常情况下煤层和岩层都会发生裂损和破裂, 为了应对这种情况, 必须先对破裂的岩层进行修补, 然后才能继续后续的开采工作;粉煤填充法是煤矿填充开采当中一种改良版的填充开采方法, 其原理是参照胶状混合填充方法的。粉煤填充就是利用粉煤来达到填充的目的, 粉煤填充技术之所以能发展迅速, 一是粉煤的成本低廉、二是环保。

2.4 伪倾斜掩护支架采煤技术

在采煤作业中，如果工作面为直线，并且采用伪斜面布置形式，则可应用伪倾斜掩护支架采煤技术，根据走向逐渐推进采煤区。因此，对于急倾斜煤层，伪倾斜掩护支架采煤技术的应用优势明显，在掩护支架下，采煤作业人员可开展采煤施工。在具体的采煤过程中，为保障作业人员生命安全，要求在钢梁上铺设双层荆巴条，并应用柔性掩护支架隔离采空区。在伪倾斜掩护支架采煤技术的实际应用中，巷道布置形式比较特殊，当运输石门揭露煤层后，依然还需向上持续挖掘，进而形成一组上山眼，再在边界开挖出一堆开切眼，便于作业人员通行。掩护支架结构类型比较多：第一，平板型掩护支架。可利用钢架、钢丝绳制作，对于钢架，可根据煤层厚度合理布置，与钢梁布置形式相比有一定区别，结构柔性比较大，但是在实际应用中容易受到限制。第二，八字形掩护支架。与平板型掩护支架相比，八字形掩护支架的作业空间比较大，而二者的挖掘深度均相同。第三，组合梁掩护支架。如果矿区煤层厚度在5 m以上，则可应用组合梁掩护支架，不仅稳定性强，而且还能够保障采煤区通风效果，确保采煤作业人员生命安全 。

2.5 小阶段爆破落煤采煤技术

在小阶段爆破落煤采煤技术的实际应用中，首先将煤层划分为多个区段，再通过工作面开采，无需应用支架，也无需工作人员作业，因此安全性比较强，能够有效降低采煤作业安全事故发生率。在回采作业过程中，工艺简单，但回采效率比较低，可有效减少煤炭资源开采量。另外，在采煤作业中，通风系统结构形式复杂，如果风流分配不当，可能会引发严重的安全事故。因此，在小阶段爆破落煤采煤技术的实际应用中，必须根据实际情况选择适宜的落煤方式，促进裁决效率的提升，同时加强顶板管理，提高采掘效率。

3 煤炭开采问题和建议

煤炭开采过程中每一种方法和技术都有属于自己的优势和劣势, 但从整体来说环保性不足并且效益较低。

针对煤炭开采过程中存在的环保性不足和效益低下问题, 应该从个人和科技两个方面出发。煤炭开采过程中最重要的就是人才, 只有拥有高素质人才, 才可以科学合理地管理煤炭开采工作, 找出问题根源, 用智慧和头脑解决问题。另外, 科技发展和更新也是在人才的基础之上, 在教育的基础之上, 煤炭开采机构应该与高校专家定期交流合作, 理论与实践相结合, 才可以促进科技获得真正发展。

4 结束语

煤矿开采技术决定了煤矿行业的发展, 在实际生产当中效率决定了一切, 而决定效率的一个很重要的因素就是开采技术, 科学高效的煤矿开采技术能够使煤矿开采效率更高, 安全性更强。

参考文献

[1]李东印, 等.煤炭资源科学采矿评价方法探讨[J].煤炭学报, 2012, 04.

[2]陈勇, 杨宏民.缓倾斜近距离上保护层开采被保护层应力位移采动影响研究[J].矿业安全与环保, 2014, 03.

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