煤礦開采技術與工藝發(fā)展探討

武道遠

（昭蘇盛泉有限責任公司，新疆　昭蘇　835600）

煤礦開采技術與工藝發(fā)展探討

武道遠

（昭蘇盛泉有限責任公司，新疆昭蘇835600）

摘要：煤炭資源是我國主要的能源來源，在我國經(jīng)濟發(fā)展有著重要的作用。先進的采礦技術與工藝是煤炭生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)能力的重要保障，其對于提高煤礦產(chǎn)量有著重要的推動作用，也關系到我國的能源保障問題。本文對煤礦開采技術與工藝的發(fā)展進行深入探討。

關鍵詞：煤礦開采；開采技術；工藝

1　煤礦的開拓技術

我國有豐富的煤炭資源，并且煤炭資源開拓技術多樣化，不同開拓技術有不同的特點，主要有三個突出的特征，下邊各自進行詳細介紹。

1.1開拓方法的多樣化

由于我國煤礦煤層的賦存條件種類較多，各不相同，造成我國煤礦開拓具有方法多樣化的特點。主井和附井的井簡形式是分類標志的基本型式，有綜合開拓、平響開拓、斜井開拓和立井開拓等方面。平響開拓應用較少，這是由于其受到各種地質因素的影響造成的。斜井開拓是中小型礦井應用較廣泛的一種類型，在一些大型煤礦或特大型煤礦中的煤層傾角較小，且表土層不厚的，無流砂層的情況中也有應用；礦井的進一步延深，使得綜合開拓廣泛應用于技術改造方面；立井開拓由于其生產(chǎn)能力強得到廣泛應用，由于其生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單，因此在表土層較厚，傾角大且煤層深而且還有流砂層的煤礦中被廣泛應用。

1.2大、中、小型煤礦共存

我國的煤層地質條件多樣，有的受到了地質變動的破壞輕，有的則沒有受到嚴重地質破壞和地質變動的，分別被稱為無限煤田和有限煤田，他們在井田的尺寸上差距巨大。同時，我國的礦井開發(fā)技術水平有高有低，還存在著各種所有制的問題，造成了我國礦井大井小井共存的局面。大中型礦井及一些特大型礦井一般是我國的重點煤礦；中小型煤礦主要指的是地方煤礦，生產(chǎn)能力在8萬噸/年以上。不同井型和井田差別較大，我國的國有煤礦的礦井井田長度有著不同，大型、特大型、小型、中型分別的長度為7.70km、9.21km、4.24km、5.95km[1]。

1.3礦井開拓在特殊環(huán)境下特點各異

國內的煤礦形成較為復雜，決定了煤層的賦存條件多樣，分布分散的特點。多數(shù)區(qū)域煤層賦存條件復雜多樣，開采條件各具特點，造成了的開拓系統(tǒng)和開拓方法各具特點。開拓方法包括水力采煤礦井開拓、水力充填礦井開拓、承壓水體上采煤的礦井開拓、在有煤和瓦斯突出的礦井開拓等。

2　煤礦的開采方法

煤礦生產(chǎn)的核心技術是采煤方法。除了資源條件外，適用的和先進的采煤方法是決定礦井生產(chǎn)效率的主要原因。

當前世界上主要有兩大體系的采煤方法，其一是壁式體系采煤法，以長工作面為代表；其二是柱式體系采煤法，以短工作面為主要代表。

我國煤礦開采條件具有多樣化、特征各異等特點，表現(xiàn)為：

（1）煤炭資源是我國的主要能源。

（2）我國的煤炭資源區(qū)域性分布較強，具有分布平衡特點。

（3）我國的煤層開采條件類型較多，各地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦開采的煤層較淺，且其富集積度低，全國煤礦礦井總體上我國是主要開采總厚大、煤層多、表土不厚、小傾角、低瓦斯的淺層性煤層。

（4）相關煤礦開辦體制的多樣性，我國煤礦開采具有多種體制辦多種模式的煤礦的特點，不同的開采技術受不同的技術經(jīng)濟特點影響。

（5）煤礦開采技術多形式并存發(fā)展，我國的露天開采比重較小，以井工開采為主要形式。采煤機械化成為煤礦開采技術的層次和技術核心的標志，目前與當今世界上先進的產(chǎn)煤國家比較我國各方面都相對落后。

促進我國采煤方法多樣化發(fā)展的主要原因是煤層賦存條件多樣，開采技術條件存在差異。我國的采煤方法種類在世界上是最多的。采煤方法主要常見有：單一走向長壁采煤法；刀柱式采煤法；單一傾斜長壁采煤法；傾斜分層傾斜長壁下行跨落采煤法；傾斜分層走向長壁下行跨落采煤法；傾斜分層長壁上行充填采煤法；斜切分層下行跨落采煤法、水平分層、放頂煤采煤法；掩護支架采煤法；水力采煤法；水平分段放頂煤采煤法；柱式體系采煤法。

3　煤礦開采工藝

3.1壁式體系采煤技術

壁式體系的特點是單產(chǎn)高、采出率高、工效高及較強的適應性。壁式體系還可以實現(xiàn)聯(lián)系采集。上世紀八十年代后，澳大利亞、美國等發(fā)達國家就已經(jīng)開始推廣壁式體系采煤技術，實現(xiàn)了一個礦井一個綜采工作面生產(chǎn)，產(chǎn)量大幅度上升，工效也極大地提高，在世界上處于領先地位。美國因為其煤礦賦存條件好，且推廣了壁式開采技術，并迅速發(fā)展，經(jīng)過10年的發(fā)展，其礦井的平均員工工效由10t/工，一下提高至25t/工以上，比西歐國家高出兩倍，與澳大利亞持平。由于我國煤層開采條件復雜多樣，賦存條件種類多，其發(fā)展主流是長壁綜采為主的多種類型長壁式開采技術。

我國的國有重點煤礦礦井緩斜煤層與產(chǎn)量比重在85%左右，綜采程度不到一半，而世界主要產(chǎn)煤國均以達到80%以上，所以發(fā)展長壁綜采是我國煤礦采礦的主要發(fā)展方向。

3.2發(fā)展高可靠性、大功率的薄煤層采煤機和刨煤機

采煤機和刨煤機的功率大，其才會有可靠的性能和廣泛的應用性。目前，國外的薄煤層采煤機總裝機功率大于500KW，刨煤機的總裝機功率超過了2*400KW[2]，我國也正在研制大功率的采煤機和刨煤機。如何解決主電機功率與機面高度的矛盾成為我國在薄煤層采煤機發(fā)展的一個制約因素，當務之急是盡快研制出適用于薄煤層適用的功率大、體積小的采煤機[2]。我國薄層采煤工作面設計長度僅為150-200米，

與國外超過250米比較，差距較大。

我國為此進行深入研究，先后研制的放頂煤液壓支架架型多大30多種，同時研究了頂煤碎裂及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，研究成果對采煤生產(chǎn)有著重要的指導意義。我國的在架型結構功能、理論研究、參數(shù)及應用效果方面居世界前列。我國巨大的厚煤層儲量，使得盡快完善和發(fā)展我國放頂煤綜采技術意義重大。

4　小結

我國在煤礦開采技術和工藝發(fā)展上有長期性和復雜性的特點，進一步發(fā)展采煤工藝，改進落后煤礦的采煤方法和工藝，適應壁式體系采煤技術和采煤機方面的創(chuàng)新的煤礦發(fā)展趨勢。我國是煤炭大國，儲量豐富，探討先進的開采技術與工藝對于我國的煤炭生產(chǎn)意義重大，也是保障我國能源安全的關鍵因素。

參考資料：

[1]閆紹恭.淺論煤礦開采技術與工藝發(fā)展[J].工業(yè)技術[J].科技資訊，2012（30）.

[2]熊瑞忠.淺析成膜劑在高速公路路面施工中的應用[J].中國高新技術企業(yè)，2009（22）.