煤矿采掘中的采矿工艺及采矿方法

煤矿采掘中的采矿工艺及采矿方法

刘洪涛

神东煤炭集团    

摘要：煤矿采矿工艺的提高对于采矿难度来说也是非常重要的，它不仅影响着开采资源的最大化，还关系到开采过程中的安全性问题和效率性问题。因此，改进和提高开采煤矿的技术，在煤矿开采中起到了决定性的作用，不仅能够降低开采过程中各类问题引起的严重后果，还能使开采煤矿时的生产效率增大、节省开采时间，使得开采效率最大化。

关键词：煤矿采掘；采矿工艺；采矿方法

前言：目前，煤炭仍然是社会的主要基础能源，占到国内消耗的一次能源70%以上，在能源消费结构中占据绝对优势，尽管受到国家产业结构调整的影响，但是其主体能源地位在短期内不会发生明显的变化，仍将保持领先位置。而且，随着社会的发展，对煤炭的需求量将呈现整体上升趋势。然而，煤炭资源大多处于地表以下一定深度范围内，需要采取科学的采矿工艺及方法进行采掘作业，实现对煤炭的高效开采。

1、煤矿采掘中采矿工艺

1.1露天开采

煤炭开采方式依据煤炭资源的地理位置和所处的开采环境来决定。露天开采是比较粗放的开采方法，在我国煤炭资源开采过程中很少使用。除非遇到地质煤矿资源极为丰富，且煤层处在接近地表地区的位置。露天开采技术的关键在于逐层开采，通过铲地式将地表图层一点点地挖开，露出地下煤炭资源，然后实施开采计划。露天开采技术所具备的技术含量较低，只需通过大型机械设备就可以开展开采工作，而从投入成本上来看，可以大幅度降低技术成本的投入。从资源利用效率来看，露天开采技术对于开采单位而言，可以有效地将资源进行利用，减少了资源浪费的现象。不过，露天开采始终是粗放式，由于依据矿层的范围以及深度大小对地表展开挖掘工作，必然会对当地的植被和生态造成恶劣影响，这不符合我国可持续发展战略计划。

1.2井下开采法

井下开采法是一种比较常见的采矿方法，这种方法的工作流程是，在煤炭采掘过程中，施工人员在煤层上铺设出一定的倾斜角，然后进行水平开采。应用这种方法的时候，矿区必须提前完成合理的分层和区域划分，根据各个区域的实际采掘特征实施作业。这种煤矿采集方式能够显著提升采掘效率。目前煤矿企业进行井下开采的时候，应用的作业方式可以细分为两种，一种为水采方式，一种为旱采方式。在井下作业期间，要根据矿区的实际施工环境选择与之匹配的作业模式。井下开采法的应用适当缩减了煤矿采集的整体工期，施工费用也大大降低，但是应用此种开采方式进行井下作业的危险系数较高，因此参与施工的工作人员必须要具备良好的安全责任意识，尽量消除各种安全隐患。

1.3自动化开采

近年来随着自动化技术的不断提高，煤矿开采中的自动化水平越来越高，自动化技术与机械设备的有机结合，大大地提高了煤矿开采的效率，降低了人工作业的负担。对于我国煤矿类型来说，可以分为露天矿和地下矿两种类型，露天矿的开采比较简单；地下矿的开采则难度比较高，受限于地质条件的影响，需要做好相应的支护等安全措施，主要包含了破煤、运煤以及采空区的处理等。自动化开采技术主要是借助机械设备对岩土层进行由上到下的开采，在这种开采技术中，由于支护技术比较成熟，所以开采过程中具有比较高的安全系数。对于地下开采技术来说，由于支护和安全技术要求比较高，需要比较多的资源投入，所以其开采的成本比较高。

1.4爆破采煤工艺

爆破采煤工艺一般是指工作面采用爆破方式落煤，人工或机械设备装煤、运煤，采用人工支护顶板的一套施工工艺。与高档普采、综合机械化采煤工艺相比，落煤采用爆破方法，未实现机械化水平，采用人工或机械设备单独装煤形成独立的施工工序。而其他施工工序与普采工艺基本相同。爆破采煤工艺可适用于不同复杂条件下采煤工作面，工艺适应性强。（1）落煤。工作面在采用爆破法落煤时，必须确保爆破定向精准，煤块大小均匀，保持工作面煤壁平直，且不影响工作面支护。随着爆破技术的不断发展，煤矿一般采用毫秒延期定向爆破法，不仅缩短了爆破时间，提高了出块率，而且大大提高了炮采工作面生产效率。（2）装煤。由于爆破施工时在冲击波的作用下，煤落后一部分直接装上刮板输送机，一部分需人工清理并装载。在施工条件允许情况下，可采用煤矿防爆装载机进行装煤。

2、煤矿采掘中的开采方法

2.1极倾斜煤层开采

极倾斜煤层开采方法就是尽量的合理利用储煤区。对储煤区进行合理划分，划分时，怎样让生产设备发挥出最大的价值属于重点，并且要重视回采工艺。开采当中尤其需要引起重视的是下面三个方面a)对区域范围当中的巷道布置工艺进行完善；b)对区域范围当中的生产系统进行完善；c)注意区域范围当中的整个空间布局，尤其要重视垂直度。另外还需要加大力度针对和煤矿开采关联的设施设备及安全工作进行管理，确保在安全的前提下再开展工作。

2.2刨煤机采煤法

在实际生产过程中，刨煤机采煤法在一定程度上能够使煤炭的生产效率有效提高。在薄煤层的开采中，该技术具有极大的优势，它的截面深度已经超过250毫米，在工作面的刨煤机和输送机中，智能驱动系统得到了较为广泛的应用。另外，想要实现煤矿采掘工作面的自动化作业，必须使智能驱动系统有效配合支架控制系统进行使用。相比于传统的滚筒采煤机而言，刨煤机具有简单的操作流程，仅仅需要通过无极绳对机体进行牵引就可以实现。

2.3炮采放顶煤法

炮采放顶煤法的应用，主要是通过顶梁的滑移进行开采煤炭。正因如此，炮采放顶煤法主要应用在深度超过5米的，倾斜煤层资源分布地区，在煤炭区域开采中受到一系列限制，造成其在大范围煤炭资源开采中缺乏推广应用价值。同时，由于炮采放顶煤法主要以通过滑移顶梁上的支架实现移动，具有结构简单、安全、质量轻、安装拆卸简单等优势，并且煤炭开采环境适应能力较强。煤矿企业开采煤炭资源时，仅需要投入少量成本，即可进行煤矿开采工作，适用于煤矿企业在倾斜面的煤层分布区域进行开采作业。

2.4长壁煤矿开采法

这种现阶段煤矿采掘工作中的主要开采方法，但是应用这种技术的关键是及时利用施工机械进行煤层开采划分，其主要涉及了爆破采煤法，掩护支架采煤法，刨煤机采煤法等这三种方法。爆破采煤法：这种方法的应用需要在对煤层倾斜度有严格要求的条件下才能实现，比如：当煤层倾斜角在四十度以上，同时其厚度在3.8米以下，施工人员及时将煤矿采掘区域进行细致划分，在此过程中必须保证人员，施工设备以及安全支护措施到位。对采煤区域煤层底板要求很高，并及时构建安全采掘区域，从而保证煤矿开采工作的实效性。柔性的掩护支架采煤法：对操作人员来说，煤层倾斜度决定了煤矿采掘工作区域面积，先进行煤矿采掘工作区域划分，然后再进行层级开采。当煤层倾斜角较大时，及时采用柔性支架采煤法来延长工作面，降低作业强度，简化了煤层顶板安装处理流程，从而大大提升了煤矿开采工作的安全性。

2.5伪倾斜的柔性掩护支架采煤法

在伪倾斜的柔性掩护支架采煤法的应用中，煤层倾斜角的大小决定着工作面区段的高度，想要采煤工作面的倾斜角可以稍微减小，需要利用伪倾斜的柔性掩护支架得以实现。而开采效率的高低，完全取决于煤层倾斜角的大小，因此，在应用掩护支架采煤法时，需要确保科学性、合理性，不仅能够更加提升工作人员在采掘工作时的安全性，同时能够节省一定的人力成本，进而避免煤矿采掘工作进程受到影响，提升煤矿采掘效率。

结束语：伴随着社会经济的不断进步，煤炭的市场需求量与日俱增，采矿新技术成为当前煤矿工程发展的迫切需要。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，它不仅可以满足人们日常生活和社会生产的需求，还有利于我国国民经济的稳定发展。

参考文献：

[1]煤矿采矿新技术与开采方法研究[J].李国华.能源与节能.2017（03）

[2]谢沛．煤矿采掘中的采矿工艺及方法［J］．工业B，2015，(5):267．

[3]张钢举.煤矿采掘中的采矿工艺方法[J].技术与市场,2018(12).