試論煤礦中厚煤層的開采技術

摘要：因為不同機械設備的采用以及煤層本身自然條件的不同，對煤層進行回采需要采取的工序和回采方法也就存在很大的差異性，為了實現科學、高效的回采，在開采的順序上、在開采的時空層面上，也需要給予有規律的設計。本文研究的重點為厚煤層開采過程中使用的技術，本文的最終結論為開采中厚煤層的時候，需要借助于科學的開采方法，針對現有的技術條件以及煤層本身的特點，進行科學的理性的開采。

關鍵詞：煤礦 中層煤層 開采技術

對于生產生活來說，一個最基本的保障就是能源。國民經濟長期持續穩定的發展需要能源的支持，人民生活的安康樂業也需要能源的保障。觀察當前中國的能源利用效率，其遠遠落后于世界上諸多的發達國家，甚至尚不能夠達到部分發展中國家的能源使用情況。這種低效的浪費的近似奢侈似的使用使得能源的開采在量上過大。節能型社會的建立有助于提高單位能源對經濟和社會發展的貢獻，但是較快的經濟發展速度、較大的經濟實體對于能源開采保持較高的量的水平提出了更高的要求。在這樣的情況下，國家對于能源的需求就必然是迫切的。在觀察地質層面上，我國能源本身的特殊性。當前，在消費和開采一次能源的過程中，總比率占據了所有能源消費和開采的70%。在這之中，一個主體性的能源就是煤炭，專家預測50年之內，這一根本的能源特點是不會發生變化的，所以開采煤炭的技術對于中國的能源戰略具有獨特的意義。在中國所有的煤炭資源產量和儲量方面，多達45％都是厚煤層，這也就是說對于煤炭開采來講，開采厚煤層的技術具有非常重要的研究性和實踐性意義。

在當前的中國，開采厚煤層使用的主要為如下三種：分層、放頂煤以及大采高三種開采方式，所謂大采高開采一般為采高在3.5米之上的（含括了3.5米）。比較傳統的開采方法為分層開采，這種開采方法在中國具有最長的應用時間，具有相對比較成熟的開采技術。而分析放頂煤開采這種開采方法，其進駐中國的時間為20世紀80年代初期，因為這種方法在歐洲的廣泛有效的使用，被引進到了我國，此后被勻速應用到各地厚煤層的開采過程之中。觀察最近10年，厚煤層的開采技術，發展最快地為大采高開采，這種現象的原因為開采設備的系統性完善以及開采技術的提升。

1 大采高開采的主要技術特點

最近幾年，在中國，大采高開采在中層煤礦開采過程中的實用技術日趨完善化，比如讓人比較滿意的一個成就就是采煤機以及液壓支架在技術層面的發展和提升。盡管如此，大采高開采技術仍然存在諸多的缺陷性和不足，比如在大采高開采的技術使用中，會面臨非常劇烈的來自工作面的壓力，比較嚴重的現象為煤壁片幫以及局部冒頂狀況。面對這些情況，在使用大采高技術進行煤層開采的過程中，需要采取一些有效的技術措施，比如為了很好的減少可能發生的冒頂事故，就需要對煤壁片幫進行很好的防治；為了讓諸多的開采設備和開采技術得到很好的安裝，需要對初采高度進行很好的控制；為了避免出現液壓支架下滑、乃至傾倒現象的出現，需要采取嚴格的防滑、防到措施，除此之外，對于液壓支架也要予以錨固，對于采高也要予以嚴格的控制。

2 放頂煤開采主要技術特點

厚煤層開采中使用的放頂煤開采技術和方法可以做出如下的描述：在煤層的某一個厚度范圍內或者沿著煤層本身的底板進行工作面的布置和設計，一般工作面的采高要介于2～3米之間，使用各種綜合的和機械化的方式予以回采，借助于整個礦山產生的壓力，或者使用松動爆破讓頂煤被破碎，成為散體，借助于支架上面或者后面的“放煤窗口”將煤礦放出，使用刮板運輸機將煤礦運離工作面。

比較而言，綜采放頂煤是一種比較高效的技術，其具有如下諸多優勢，在不同的地質條件下，進行不同水平的開采，較低的巷道掘進率、對工作面具有較少的搬家次數、在材料消耗方面，耗費較低，對應的產能較大等等不同的優點，盡管如此，綜采放頂煤開采技術對于煤層裂隙的發育、對于煤層厚度，也有著很高的要求，對于地面沉降、放火、治理瓦斯現象等具有很大的困難性等諸多的缺點。

如下措施的使用有助于放頂煤開采中的防火災事故的發生，注入惰性氣體到采空區內，比如氮，使用阻燃物質對于高冒區進行灌注，將黃泥漿灌注到高采和高冒區等等。除此之外，還需要深入地探索研究實施中的成本及其他現象。

當前對于放頂煤這種開采方法和開采技術，在研究層面，仍然存在諸多的問題，比如不能夠清楚地了解掌握開采過程中的工作面，不能夠很好地掌握瓦斯在采空區內是如何運動的，所以對于放頂煤開采方法的研究需要正確的建立采場力學模型，只有這樣，才能夠更好地了解需要開采的煤礦周遭的圍巖分布情況，除此之外，還需要關注可行的和經濟的放頂煤開采方法和開采技術。

3 對中厚煤層開采選擇開采方法的時候依據的主要條件

中厚煤層的開采方法受到各方面因素的影響，不同的開采方法有著各自的優點，采用合適的科學的開采方法可以大大提高煤層開采的效率，一般來說中厚煤層的開采主要受到地質條件、開采設備、地形因素、季節因素等多方面的因素影響，對于不同地質條件可以選擇不同的開采方法，目前的開采技術條件下，放頂煤在經濟效益和適用范圍方面有很大的優越性，其適用的條件為：①大于等于100米的煤層埋深，300米以上的煤層埋深以及煤層本身存在節理裂隙，而且不會再次發育。②最佳的煤層厚度介于5-10米之間。③直接頂的特點表現為隨頂煤下落，整個冒落高度需要為煤層厚度1倍到1.2倍。④對于煤層來講，另外一個條件為小于3的普氏系數值。

適用大高采的條件包括了如下五個方面：①煤層傾角介于12度到18度中間。②煤層厚在3.5米到6米之間，煤層普氏系數在工作面要高于1.5。③工作面具備簡單的地質構造，沒有很大的斷層和褶曲，水文地質本身也非常的簡單。④整個礦井具有很大的生產能力。⑤煤層頂板比較穩定。

科學的開采方法不僅能保證煤礦開采的工作效率，而且很大程度保證了煤礦施工的安全性，合理的煤礦開采方法不能只想著如何追求利益的最大化，而是應該進行多方面的綜合考慮，并且要對開采機器有充分的了解，能夠根據開采設備的使用狀況來正確的設計開采方案，針對不同的自然和人為因素做出正確的方法的選擇。

4 結論

總之，對于中厚煤層開采要根據煤層條件和技術條件等采用合適的開采方法。中厚厚煤層是我國實現高產高效開采的主力煤層。伴隨著社會的發展，技術的進步，在中國厚煤層的開采技術層面，無論是放頂煤開采技術，還是大高采技術，都取得了很大的進步，但是伴隨著煤層厚度的增加以及需要開采的煤層的強度的提升，伴隨出現了很多新的問題，比如對于煤炭資源如何能夠提升回收率、如何選取合理的支架、如何防治瓦斯、如何防治地表沉降等等，在以后開采厚煤層的過程中，這些問題都需要得到進一步的關注。

參考文獻：

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