關(guān)于煤礦生產(chǎn)工藝的探討

劉偉

（神華神東煤炭集團上灣煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多 017209）

隨著我國煤炭生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，在長期采煤實踐當(dāng)中積累了豐富的采煤經(jīng)驗，煤礦生產(chǎn)工藝也獲得很大的發(fā)展。特別是近年來國家對于煤炭生產(chǎn)的重視，我國的煤礦生產(chǎn)工藝又獲得進一步的提升。煤礦生產(chǎn)工藝的提升極大的促進了我國煤礦生產(chǎn)工作的效率，為煤礦開采企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益，煤礦生產(chǎn)工藝的不斷進步推動著我國煤礦開采事業(yè)的不斷發(fā)展進步，極大地滿足了人們生產(chǎn)生活對煤礦資源的進一步需求，在煤礦生產(chǎn)事業(yè)不斷發(fā)展過程中我們要積極的推進煤礦生產(chǎn)工藝的研發(fā)與創(chuàng)新。

1 采煤方法和工藝

隨著我國煤炭缺口的不斷加大，煤礦在生產(chǎn)過程當(dāng)中應(yīng)該不斷的采用先進的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，降低單位采煤的成本，保證煤炭生產(chǎn)過程的安全，在保證煤炭供應(yīng)的同時，也使企業(yè)的經(jīng)濟效益獲得改善。

1.1 開發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(shù)”，主要解決以下技術(shù)難題

這項技術(shù)利用定向水力壓裂技術(shù)，能夠迅速對煤礦的頂板進行處理，使頂煤的回收量大大增加。這項技術(shù)的使用能夠保證基本頂按定步距垮落，在很大程度上增強了生產(chǎn)過程當(dāng)中的安全性，方便對頂煤進行破碎。

硬厚頂煤控制技術(shù)，具體包括：頂煤深孔預(yù)爆破處理以及高壓注水壓裂兩項技術(shù)，能夠快速處理深度較淺，較低支撐壓力下的硬厚頂煤，在很大程度上增加頂煤的回收量。在頂煤開采過程當(dāng)中經(jīng)常遇見塊度大以及冒放性差的問題，而綜合機械化放頂煤回采相關(guān)技術(shù)以及大量的配套設(shè)備的采用在很大程度上解決了這些問題，提高了煤炭生產(chǎn)的效率。

放頂煤開采快速推進技術(shù)比較適合在兩硬條件下使用，在具體的采煤過程當(dāng)中選擇合適的綜合機械化放頂煤回采技術(shù)，對工藝的流程進行科學(xué)的優(yōu)化，能夠有效地提升工作效率，使煤炭企業(yè)能夠在單位時間內(nèi)產(chǎn)量大幅度上升，增加經(jīng)濟效益。而隨著寬煤巷錨桿支護技術(shù)的不斷取得進步，能夠進一步加固開采巷道的支護能力，使大型的開采設(shè)備能夠得到更加廣泛的利用，提升作業(yè)效率。

1.2 緩傾斜薄煤層長壁開采

對于這種煤層的開采，一般選擇具有較高可靠性和功率的小體積采煤機，在支護方面應(yīng)該選擇合適的液壓支架，從而保證機械綜采的順利開展。針對薄煤層的特點有針對性的研究相應(yīng)的配套技術(shù)。

1.3 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁采

對于支架的結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的完善，采取相應(yīng)的措施增加其強度，做好相應(yīng)的研究工作，側(cè)重于加強支架的防滑、防倒能力，加強支架的可靠性。

1.4 各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系

對于煤炭生產(chǎn)來說，開機率是衡量其生產(chǎn)的一個重要指標(biāo)，只有保證開機率才能夠保證產(chǎn)量。這方面應(yīng)該強化對對于支架-圍巖系統(tǒng)的控制，采用先進的設(shè)備能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進行自動的監(jiān)測和采集，比如對采煤機工作狀態(tài)的監(jiān)測以及其它設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)控。

2 深礦井開采技術(shù)

當(dāng)前煤炭開采越來越深，因此要加強深礦井開采方面的技術(shù)研究，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等；需要攻關(guān)研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場及分布狀態(tài)的特征；深井作業(yè)場所工作環(huán)境的變化；深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進與支護技術(shù)與裝備；深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)；深礦井高產(chǎn)高效開采有關(guān)配套技術(shù)；深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備。

3 “三下”采煤技術(shù)

對于礦井的地質(zhì)以及巖層的情況進行深入的研究，大力推廣相應(yīng)的模擬技術(shù)，對煤礦開采過程當(dāng)中發(fā)生的地表沉降相關(guān)規(guī)律進行科學(xué)的研究，對煤炭開采過程當(dāng)中造成的各種問題進行有效的控制，將副作用降低到最低的限度。大力研究煤炭開采廢料的回填技術(shù)，從而有效地改善采空區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對沉降地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)進行有效的加固，防止沉降造成的損害。通過相關(guān)的技術(shù)以及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，有效地降低煤礦開采造成的采空區(qū)地表沉降對上部建筑以及居民的影響，做好相關(guān)的復(fù)墾工作，使煤炭開采和環(huán)境保護協(xié)調(diào)進行。

4 優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開采技術(shù)

煤矸石對于環(huán)境有較大的危害，其相關(guān)處理一直是煤炭開采當(dāng)中的一個大問題。通過對礦井巷道的優(yōu)化，從而為煤炭的開采打下堅實的基礎(chǔ)，減少煤炭開采過程當(dāng)中煤矸石的數(shù)量，從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的和諧發(fā)展。

5 采場圍巖控制技術(shù)

5.1 進一步完善采場圍巖控制理論

煤礦開采過程當(dāng)中的圍巖控制對于開采的安全性具有直接的影響，因此要加強圍巖控制理論相關(guān)問題的研究，對當(dāng)前的巖層控制技術(shù)進行合理的優(yōu)化控制，在確保生產(chǎn)安全的同時還要盡可能的降低成本。在研究的過程當(dāng)中應(yīng)該充分的利用當(dāng)前的計算機技術(shù)以及其它學(xué)科領(lǐng)域的知識。

5.2 研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)

目前，由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問題，因而需進一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這些問題。

5.3 放頂煤開采巖層和支架-圍巖相互作用機理

研究放頂煤開采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機理、支架-頂煤-直接頂-基本頂相互作用關(guān)系；運用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律，提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。

5.4 支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測技術(shù)

在總結(jié)緩傾斜中厚長壁工作面開展支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測方面，應(yīng)進一步在堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測，同時應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)，發(fā)展智能化監(jiān)測系統(tǒng)，改進監(jiān)測儀表，使監(jiān)測儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。

5.5 沖擊地壓的預(yù)測和防治

通過計算機模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機理；進一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)展遙控測量和預(yù)報技術(shù)，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專家系統(tǒng)。

5.6 研究開發(fā)新型的支護設(shè)備

研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架，完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng)，開發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。

6 小煤礦技術(shù)改造和機械化開采技術(shù)

對于一些技術(shù)裝備非常落后的小煤礦應(yīng)該予以關(guān)停，從而防止對煤炭資源的浪費，防止發(fā)生安全事故。對于一些規(guī)模較大的小煤礦應(yīng)該積極鼓勵其進行技術(shù)改造，提高機械化生產(chǎn)的水平。在開采的過程當(dāng)中應(yīng)該積極采用新的工藝，在保證生產(chǎn)安全的前提下，提高產(chǎn)量。

7 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭經(jīng)過相應(yīng)的燃燒處理之后能夠產(chǎn)生大量的可燃性氣體，因此可以將地下的煤炭在人工干預(yù)的情況下進行適度的燃燒，從而將煤炭轉(zhuǎn)換成可燃性氣體，這就是煤炭地下氣化技術(shù)。采用這種方法能夠有效地減少井下采煤所需要的大量的機械設(shè)備，對于勞動力的需求量也大大減少，能夠有效地降低成本。最重要的是可以減少安全事故的發(fā)生。這項技術(shù)可以在一些地質(zhì)條件比較復(fù)雜的煤礦中使用，可以最大限度的減少人員下井的風(fēng)險，因此具有廣闊的發(fā)展前景。因此應(yīng)該強化相關(guān)方面的研究，著重研究礦井式氣化工藝，通過相關(guān)的實驗有效的摸索出一套高效率的地下氣化技術(shù)。

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[2]呂保民.減輕地表沉陷的開采技術(shù)[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2006,(09).

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