淺論煤礦生產技術及采礦工藝的選擇

肖俊杰

[摘要]本文筆者根據煤礦采礦技術的發展現狀，簡單論述了采礦方法和工藝為煤礦提供了高產、高效、安全的生產方式。

[關鍵詞]煤礦；技術；工藝

[中圖分類號]TD163 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0217-01

隨著煤炭業的發展，煤礦生產工藝和技術也在不斷的提高。但是，一般煤礦具有復雜多變的地貌特征，只有用適合的生產技術及工藝才能使生產高效，使煤礦提高產量。

一、采煤方法和工藝

1、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。

開發“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產高效現代采煤成套技術”主要解決以下技術難題。硬頂板控制技術，研究埋深淺地壓小的硬厚頂板控制技術，主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產。硬厚頂煤控制技術，研究開發埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術，包括高壓注水壓裂技術和頂煤深孔預爆破處理技術，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。頂煤冒放性差，塊度大的綜放開采設備配套技術，研制既有利于頂煤破碎和頂板控制，又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機能力。兩硬條件下放頂煤開采快速推進技術，研究合適的綜放開采回采工藝，優化工序，縮短放煤時間，提高工作面的推進度，實現高產高效。5～5.5m寬煤巷錨桿支護技術，通過寬煤巷錨桿支護技術的研究開發和應用，有利于綜采配套設備的大功率和重型化，有助于連續采煤機的應用，促進工作面的高產高效。

2、緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機、刨煤機研制適合刨煤機綜采的液壓支架；研究開發薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采技術。

3、鍘頃斜厚煤層次采全厚大采高長壁綜采。應進一步加強完善支架結構及強度，加強支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴重損壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層（采高2.5m左右）高產高效指標的差距。

4、各種綜采高產高效綜采設備保障系統。要實現高產高效，就要提高開機率，對“支架：圍巖”系統，采運設備進行監控。今后研究的重點是：通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架：圍巖”系統控制，進一走完善液壓信息、支架位態、頂板狀態、支護質量信包的自動采集系統；乳化液泵站及液壓系統運行狀態的檢測診斷：采煤機在線與離線相結合的“油，磨屑”監測和溫度、電信號的監測t帶式輸送機、刮板輸送機全面狀態監控。

二、深礦井開采技術

深礦井開采的關鍵技術是：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、井巷布置等；需要攻關研究的是：深井圍巖狀態和應力場及分布狀態的特征，深井作業場所工作環境的變化；深井巷道（特別是軟巖巷道）快速掘進與支護技術與裝備；深井沖擊地壓防治技術與監測監控技術，深礦井高產高效開采有關配套技術。深礦井開采熱害治理技術與裝備。

三、“三下”采煤技術

提高數值模擬計算和相似材料模擬等，深入研究開采上覆巖層運動和地表下陷規律，研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護需要的合理的開采系統和優化參數，發展沉降控制理念和關鍵技術，包括用地表廢料向垮落法工作面采空區充填的系統，研究與應用各種充填技術和組合充填技術，村莊房屋加固改造重建技術，適于村莊保護的開采技術；研究近水體開采的開采設計，工藝參數優化和裝備，提出煤炭開采與煤炭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。

四、優化巷道布置，減少矸石捧放的開采技術

改進、完善現有采煤方法和開采布置，以實現開采效益最大化為目標，研究開發煤礦地質條件開采巷道布置及工藝技術評價體系專家系統，實現開采方法、開采布置與煤層地質條件的最優匹配。實行全煤巷布置單—煤層開采，矸石基本不運出地面，生產系統要減化，同時實現中采與中掘同走發展，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。

五、采場圍巖控制技術

1、進一走完善采場圍巖控制理論。以科學合理、優化高效的巖層控制技術來保證開采活動的安全、高效低成本為目標。深入總結我國幾十年的礦山壓力研究成果，以理論分析（解析法）、現代數學力學（統計分析預測、數值法）和實測法相結合運用先進的計算機技術，深入研究各種煤層地質及開采條件，如及傾斜、大采高、大采深采場礦山壓力顯現規律及圍巖破壞與平衡機理，不斷完善采場圍巖控制技術。

2、研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應用高技術低成本巖層控制技術目前，由于直用高壓注水、深孔預裂爆破處理堅硬頂板和應用化學加固技術存在工藝復雜、成本高的問題，因而需進一步研究開發新技術、新工藝、新材料來解決這些問題。

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模型、圍巖應力、頂煤破碎機理、支架、頂煤、直接頂、基本頂相互作用關系，運用離散元等方法研究頂煤放落規律，提出放煤優化準則和提高頂煤回收率的途徑。

4、伎護質量與頂板動態監測技術。在總結緩傾斜中厚長壁工作面開展支護質量于頂板動態監測方面，應進一步在堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護質量與頂板動態監測，同時應不斷完善現有的監測技術，發展智能化監測系統，改進監測儀表，使監測儀表向直觀、輕便、小型化方向發展。

5、沖擊地壓的預測和防治。通過計算機模擬研究沖擊性礦壓顯現發生的機理，進一步完善沖壓性礦壓顯現監測系統，發展遙控測量和預報技術，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優化選擇專家系統。

6、研究開發新型的支護設備。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，開發耐炮崩、輕型化單體液壓支架和厚煤層巷錨索和可深縮錨桿。