論煤礦井下采煤技術(shù)和存在的若干問題

李淑武

摘 要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的煤礦行業(yè)也取得了一定的進步。科學技術(shù)的進步，使得傳統(tǒng)的井下采煤技術(shù)已經(jīng)難以滿足煤礦企業(yè)的發(fā)展，并且還存在著諸多問題。因此，在我國各區(qū)域的煤礦開采中，大力推廣和應(yīng)用先進的采煤技術(shù)，具有巨大的現(xiàn)實意義。充分運用先進的采煤技術(shù)，能夠有效地節(jié)約成本，增強井下作業(yè)的安全性，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。文章將針對煤礦企業(yè)的井下采煤技術(shù)以及其存在的問題進行詳細的分析。

關(guān)鍵詞：煤礦；井下；采煤技術(shù)；問題

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，煤礦產(chǎn)業(yè)取得了驕人的成績，對社會發(fā)展起到了巨大的作用。但是，隨著科學技術(shù)的進步以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，傳統(tǒng)的采煤技術(shù)已經(jīng)開始逐漸的不適應(yīng)煤礦企業(yè)的發(fā)展。在現(xiàn)階段的井下采煤技術(shù)中，存在著諸多問題，不僅對井下人員的安全造成了巨大的威脅，也不利于煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。因此，必須推廣和應(yīng)用先進的技術(shù)，對傳統(tǒng)的井下采煤技術(shù)進行不斷的完善，從而推動煤礦企業(yè)健康發(fā)展。

1 煤礦井下開采技術(shù)的基本特點

1.1 開采難度大

井下采煤與露天采煤在技術(shù)方面有著巨大的不同，其開采難度要遠遠大于露天開采。井下煤礦的儲量要大于露天儲量，因此，推廣應(yīng)用井下開采技術(shù)有著十分巨大的現(xiàn)實意義。另外，井下開采必須與每層的分布特點以及地質(zhì)情況相符合，要據(jù)此制訂科學合理的開采計劃，包括支護方法以及設(shè)備的選擇等，都需要根據(jù)實際情況而定。

1.2 開采方式的選擇

應(yīng)該根據(jù)煤礦的不同類型，來選擇合適的開采方式。開采方式的不同，那么采收率也會存在很大的差別。煤礦井下開采，通常情況下，有放頂煤開采、長壁開采等方式，在露天煤礦中，大多數(shù)選擇直接挖掘的方式。隨著采煤的實踐與發(fā)展，采煤工藝也在不斷發(fā)展著，在煤礦的井下開采中，一般選擇定向鉆探技術(shù)來進行開采。所謂定向，就是要校正斜向器的真實方位和預定的開采方向。鉆具在進行作業(yè)的時候，需要利用測斜儀來進行實際方位測定，對于鉆具位置，也要進行不斷的監(jiān)測，避免出現(xiàn)安全事故。

2 煤礦井下開采技術(shù)

2.1 柱式采煤法

柱式采煤法是一種傳統(tǒng)的采煤方式，主要包括房柱式采煤法和巷柱式采煤法。基本上是將采空區(qū)形成的煤柱來當作支撐，并不會繼續(xù)深挖，回采煤柱，一般采用爆破來進行回采。這種方式的工作面相對較小，能夠同時進行多個工作面，從而有效地提高產(chǎn)出率，另外技術(shù)難度相對較低，容易控制開采成本。

由于大多數(shù)的運煤通道都是與工作面垂直的，因此要根據(jù)地質(zhì)情況，開挖深度以及煤的品質(zhì)來確定煤柱尺寸。運用這種方式進行煤炭資源開采時，應(yīng)該沿著每層每隔10-20米切割成煤柱，來作為開采支撐，并且當深度達到一定程度時，應(yīng)該進行回采。雖然這種開采方式相對簡單，但是通風較差，工作人員的工作環(huán)境較差，并且由于回采時需要爆破，因此回采率較低。

房柱式采煤法，其煤柱尺寸要適當?shù)脑龃螅溆嗟姆椒ɑ旧吓c巷柱式采煤法沒什么區(qū)別。煤柱尺寸增大，對于機械化操作造成困難，提高了采煤成本，并且工作環(huán)境較差，存在安全隱患。

2.2 放頂煤開采與長壁開采

由于煤礦的地質(zhì)構(gòu)造影響，井田的含煤地層產(chǎn)狀變化較大，并且構(gòu)造復雜。傳統(tǒng)的方式已經(jīng)難以滿足開采需求，因此必須采用先進的開采技術(shù)，才能保證作業(yè)安全，提高產(chǎn)出率。在現(xiàn)階段的煤礦井下開采中，長壁開采技術(shù)應(yīng)用比較普遍，主要是因為其生產(chǎn)環(huán)境安全、效率較高、機械化程度高，具有以下特點：

（1）礦井的運輸方式改變。目前，在絕大多數(shù)礦井中，運輸方式已經(jīng)發(fā)生改變，基本上由軌道運輸轉(zhuǎn)變?yōu)槔媚z帶輸送機進行運輸。鐵路、選煤廠以及礦井的煤炭運輸，其外運能力都顯著提高，因此能夠與長臂開采相適應(yīng)。

（2）長臂開采增大了其采盤區(qū)尺寸，使得采煤機的準備盤區(qū)時間減少。現(xiàn)階段，連續(xù)采煤機的開拓準備盤區(qū)的基本掘進效率，是長臂工作面的生產(chǎn)效率的十分之一左右，因此與準備速度相符合。

（3）目前，大部分心頭長的煤礦，都設(shè)計成了長壁開采礦井，能夠運用膠帶運輸機來進行煤炭運輸。

嚴格來說，放頂煤開采技術(shù)應(yīng)該是長臂開采工藝的一個重要分支，這種開采工藝在經(jīng)濟效益上有著巨大的優(yōu)勢，在技術(shù)上有了一定程度的進步。但是也有著一定的局限性，對于工作面的圍巖，會造成嚴重的破壞，另外瓦斯涌出量也比較大，非常容易發(fā)生安全事故。

2.3 減少矸石排放，優(yōu)化巷道布置的開采工藝

應(yīng)該對現(xiàn)有的開采布置和采煤方法進行不斷的改進，從而實現(xiàn)效益最大化。結(jié)合我國煤礦井下開采特點，進行開采巷道的合理布置，從而實現(xiàn)煤層地質(zhì)條件、開采布置和開采方法的最佳匹配。運用綜合布置來進行單一煤層的開采，基本上不將矸石運出地面，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)。同步發(fā)展綜掘與綜采，大幅度提高生產(chǎn)效率。

3 煤礦井下開采技術(shù)中存在的問題及應(yīng)對措施

3.1 存在的問題

3.1.1 采煤技術(shù)水平低

在我國現(xiàn)階段的煤礦井下開采中，存在著技術(shù)水平低的情況，技術(shù)裝備相對較差，另外在制造采煤機技術(shù)方面，也比較落后。與發(fā)達國家相比，在計算機輔助技術(shù)、數(shù)字集成技術(shù)、產(chǎn)品可靠性保障、自動化技術(shù)、智能化、機電一體化等方面，都存在著一定的差距。部分中小型煤礦，依然采用炮采技術(shù)。

3.1.2 設(shè)備相對落后

在輔助運輸系統(tǒng)、巷道準備系統(tǒng)、圍巖控制系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、機械化系統(tǒng)等方面，存在著技術(shù)裝備差的情況，生產(chǎn)力及功率較小、機械化水平低。另外，在設(shè)備引進方面也存在著問題，個人防護裝備、避災(zāi)系統(tǒng)以及井下自救系統(tǒng)，裝備水平較低，很多災(zāi)害預警系統(tǒng)也沒有達到相關(guān)要求，存在著巨大的安全隱患。

3.2 應(yīng)對措施

3.2.1 加大科研力度，提高技術(shù)水平

國家及相關(guān)部門，應(yīng)該加大資金投入力度，加大科研力度，結(jié)合我國煤礦的實際特點，大力開發(fā)高新技術(shù)，從而有效地提高我國煤礦井下開采的整體技術(shù)水平，縮小同發(fā)達國家的差距，提高經(jīng)濟效益，增強安全性。

3.2.2 大力引進先進技術(shù)設(shè)備

煤礦企業(yè)，應(yīng)該加大在設(shè)備上的資金投入力度，不斷引進國外先進的技術(shù)設(shè)備，從而提高煤礦井下開采中的機械化水平，以及信息化水平。特別是信息技術(shù)的發(fā)展，煤礦企業(yè)可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來進行井下安全控制，從而有效地提高開采的安全性，為工作人員提供良好的作業(yè)環(huán)境，從而提高工作效率。

4 結(jié)束語

總而言之，在我國煤礦的井下開采中，在開采技術(shù)方面依然存在著一定的問題。因此，應(yīng)該結(jié)合實際情況，對開采技術(shù)進行不斷的完善和改進，加大技術(shù)開發(fā)力度，提高井下開采技術(shù)水平。另外，還應(yīng)該大力引進先進的技術(shù)設(shè)備，提高井下開采的機械化程度，為井下作業(yè)提供有效的安全保障。這樣不僅可以提高工作效率，增強安全性，還能有效地提高煤礦井下開采的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]李奕檣，郁鐘銘.貴州省煤炭資源狀況與采煤技術(shù)發(fā)展方向探討[J].貴州工業(yè)大學學報（自然科學版），2005.

[2]邢光武，鄭炳旭，傅建秋，等.硐室爆破在火區(qū)煤礦井采轉(zhuǎn)露采中的應(yīng)用（上）[J].爆破，2008（4）.

[3]邢光武，鄭炳旭，陳飛，等.硐室爆破在火區(qū)煤礦井采轉(zhuǎn)露采中的應(yīng)用（下）[J].爆破，2009（1）.

[4]徐楊青，吳西臣.FLAC～（3D）在露天轉(zhuǎn)井工開采條件下地表沉陷預測及邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[A].工程地質(zhì)力學創(chuàng)新與發(fā)展暨工程地質(zhì)研究室成立50周年學術(shù)研討會論文集[C].2008.

[5]朱建明，劉憲權(quán)，吳吉南，等.安太堡礦露井聯(lián)采邊坡穩(wěn)定性研究及其邊界參數(shù)優(yōu)化[A].第八屆全國工程地質(zhì)大會論文集[C].2008.