淺析煤礦中優化開采的方法

劉旭東

摘要：目前社會高速發展，我國的煤礦開采工作競爭越來越激烈，煤礦開采中出現了環境破壞和水土流失的現象，因此優化煤礦開采技術具有深刻的理論內涵和實用價值。

關鍵詞：煤礦 煤礦開采 優化開采方法

1 我國煤礦開采存在的問題

煤礦深部開采問題一直是世界各發展中國家關注的問題。對礦區進行地表沉陷預測和控制設計所用的參數，我國大部分地區都采用深度小于三百米的觀測站資料。但是這些參數資料在嚴格要求下只適合用于開采深度少于三百米的地表沉陷預測和控制。在很多地方重復建立地表移動觀測站實測求取巖石移動角的方法會用相當長的一段時間，所以很多都會中途放棄，造成了大量的人力物力財力的損失。此外，由于壓力過大，造成圍巖嚴重變形，導致巷道和采場失去平衡，加大了巷道斷面；另一方面，隨著地壓增大，受到深部高應力的影響，圍巖移動更加強烈，巷道會嚴重變形，導致經濟效益下滑。露天采煤業迅猛發展的同時，也帶來了許多地環境問題。此外，我國的煤礦開采技術水平普遍較低，開采技術裝備較差，采煤機制造技術落后。與國外同行業相比，機電一體化、智能化、自動化的控制技術，產品可靠性技術，數字集成技術與計算機輔助設計技術，仍然存在較大差距，中、小型礦井落煤方式還以炮采為主，工作面走向長度過短。煤礦重大科技攻關課題難以實現，重大安全技術問題難以解決。因此，優化煤礦開采技術勢在必行。

2 優化煤礦開采方法

優化煤礦開采方法，就是在該煤礦區采用或引進嶄新的、先進的采煤裝備或采煤方法，有效地對礦井的相關生產系統進行優化改造，并且對煤礦開采的相關生產組織制度和作業方式進行變革，從而來提高安全水平、生產效率和發展經濟效益。而采煤工藝的發展極大地推動了煤炭開采各環節的變革，通過使采煤技術與現代高新技術相結合，開發煤礦高效集約化生產技術，建設生產高度集中、高可靠性的礦井開采技術以提高工作面單產和生產集中化為核心，以提高效率和經濟效益為目標，研究開發智能化、安全可靠、高效、耐用的采煤設備和生產監控系統，有效地改進和完善采煤工藝。

2.1 煤礦開采的最優化準則和技術原理 ①對地表的建筑物的影響程度少。②煤炭的損失比較少，采區回采率高。③開采資源所帶來的利潤高。④采區系統安全、可靠。⑤在采深較小及急傾斜煤層時，還應考慮“上三帶”的特征與程度。確保在達到最優化準則的條件下，針對當地煤礦開采的現場條件，有時需要采取降低回采率的開采措施，以減少采動有害影響，實現井下安全開采。所以，采煤方法的最主要原則是如何處理資源回收率問題。煤炭開采引起環境變化與造成安全問題的根源就在于開采后造成巖層錯位移動。所以，進行優化開采的基礎理論就是動煤巖層節理裂縫分布離層規律、瓦斯與水層滲流規律、煤巖體應力場分布規律及巖層控制技術等。

2.2 引進外國先進開采設備，開發研究高效的開采技術 引進外國先進的開采設備，參考外國的控制技術，數字集成技術與計算機輔助設計技術和產品可靠性技術，積極研究并開發適合我國現有地質條件的生產技術，高可靠性的高產高效礦井開采技術。以提高工作面單產和生產集中化為核心，以提高效率和經濟效益為目標，研究開發各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產系統和開采布置，生產過程監控與科學管理等相互配套的成套開采技術，發展各種礦井煤層條件下的采煤機械化，進一步改進工藝和裝備，提高應用水平和擴大應用范圍，提高采煤機械化的程度和水平。

2.3 對巷道進行優化布置，盡量減少矸石排放的開采技術 改進采煤技術，完善煤礦布置的工藝體系，努力實現矸石廢料綜合利用技術，達到開采方法、開采布置與煤層地質條件的最優匹配。實行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運出地面，生產系統要減化，同時實現綜采與綜掘同步發展，生產效率大幅提高的經驗的同時，重點研究高產高效礦井，開拓部署與巷道布置系統的優化，減化巷道布置，優化采區及工作面參數，研究單一煤層集中開拓，集中準備、集中回采的關鍵技術，大幅度降低巖巷掘進率，多開煤巷，減少出矸率；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術，既是減少污染的一項有利措施，又減化了生產系統，有利于高產高效集中化開采，應加緊研究。

2.4 堅持采取突出危險性預測措施 每個分層或階段采完后，在下分層或階段石門揭煤和煤巷掘進中，應采取突出危險性預測措施，如有突出危險，應修改設計，降低分層或階段垂高，并落實四位一體防突措施，如無突出危險，可不采取防突措施，但必須采取安全防護措施。

2.5 采用三下采煤與減沉技術 采用三下采煤技術，既有較好的經濟效益，又能保護建筑物、水體等不受損害。在保證三下采煤安全可靠情況下，采用優化開采原則，防止煤巖失穩造成頂板下沉變形，根據具體條件深入研究開采上覆巖層運動和地表沉陷規律，根據覆巖結構與關鍵層特征來研究確定合理的減沉開采技術及參數，僅充填部分采空區，研究近水體開采的開采設計、工藝參數優化和設備，提出煤炭開采與煤礦城市和諧統一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復墾和礦井水資源化等關鍵技術。

3 結語

煤礦中優化開采是一個新技術，也將會是我國煤礦企業未來發展的方向。優化煤礦企業開采技術，能有效地降低對環境的影響，減少經濟的不必要損失，走向可持續發展與經濟發展相并存的道路，使煤礦企業的經濟效益達到最大化。

參考文獻：

[1]梁旺亮.煤礦優化開采技術的研究[J].山西焦煤科技，2009（06）.

[2]周遠生.試論煤礦開采方法與技術應用[J].價值工程，2012（23）.

[3]馬冠超.煤礦優化開采關鍵技術及原理分析[J].科技與企業，2012（18）.