淺談井下采煤技術方法選擇及影響因素

劉曉鵬

摘 要：我國是煤炭大國，在采煤技術及方法應用方面選擇較多且研究較深，但隨著當前社會發展對于煤礦需求的持續增加，采煤技術方法也需要擁有更多選擇，不斷改進與更新。本文所主要探討的是井下采煤技術創新技術方法，并對影響井下采煤技術方法的內外部因素進行了相關分析。

關鍵詞：井下采煤技術；應用條件；原則；方法；影響因素

井下煤炭開采是當前煤炭開采領域中最為關鍵的技術之一，它能深入地下深層進行深度煤炭挖掘，相比于一般采煤技術具有更高的參考價值性。在井下采煤的各項原則、指標、方法與影響因素把握控制方面已經具有一定深度。

1 國內采煤技術現存弊端

雖然我國的煤炭開采量與煤炭開采技術正在不斷提升和進步，但在實際操作過程中還是存在諸多方面弊端，而且它們已經在當前煤炭開采高需求的現實開采工作中有所體現，詳細講存在以下幾點弊端問題。

（1）當前國外數字化井下采煤技術已經逐漸普及應用，我國在該方面也必須跟上世界發展步伐，例如小型礦藏井下采煤技術必須得以更新，摒棄傳統守舊的開采模式，提升開采效率，避免造成煤炭開采過程中的大量不必要損失。（2）我國在井下采煤方面系統化程度不足，整體表現為采礦協調性差，開采效率相對偏低，而且在自動機械化程度方面明顯薄弱，缺乏嚴謹的統一運作程序，基本還未能建立一套完整的自動化流程，亟待改善。（3）在煤炭開采的安全防范能力與防范意識方面有所疏漏，具體表現為防范能力不高，不能對某些突發事件進行緊急回避與處理，這導致井下采煤作業無法得到有效保障，近年來采煤礦井事故頻發就是佐證。究其根本，我國煤炭企業過分注重發展技術與效益，在煤炭開采安全管理方面還無法做到有效意識與技術提升，未能建立起一套安全且健全的防護體系，所以安全隱患也時刻存在，這阻礙了諸如井下煤炭開采技術的向前發展。

2 井下采煤技術方法選擇的基本原則

（1）安全原則。如上文所述，井下采煤作業安全最為重要，所以在作業過程中也應該從始至終關注安全問題。井下采煤與傳統采煤作業不同，它對生產技術要求與作業危險系數都相對更高，所以應該選擇相對安全系數較高的井下采煤方法。再配合合理的煤炭開采過程科學管理，遵守國家所頒布的相關煤炭安全生產規程條例，實現“安全第一”的開采過程。（2）效益原則。井下采煤作業就是為了獲得更高的經濟效益，所以在作業實施過程中應該以效益根本原則為首要原則之一，希望不斷深化、優化技術工藝，相應提高煤炭開采效率與質量，強化企業市場競爭力。當前，經濟效益也已經成為檢驗煤炭開采技術過程的重要參數指標，所以應該盡可能從經濟效益角度出發，選擇與礦區條件最適合且最經濟適用的井下采煤技術，實現企業效益的最大化。具體來講要做到：第一，要要提高煤炭企業員工的職業素養與經營管理水平，間接提升井下采煤效率；第二，要采取能夠減少采煤材料消耗量的采煤方法，比如鋼材與雷管用量的縮減，但同時保持采煤高效率，為井下采煤作業縮減成本投入；第三，要強化采煤工藝的設計水平，直接提高煤炭開采質量；第四，要強化井下采煤作業的全過程組織管理，優化采煤工作面整體產量，實現每一個工作面單產產量的持續穩定。（3）高效率原則。要結合現代井下采煤技術來提高煤炭開采采出效率，懂得計算煤炭開采與煤炭產出數量、產出質量與開挖成本之間的利益關系。盡量選擇技術水平高的開采方法，保證煤炭開采的高效率。

3 井下采煤技術方法的選擇

3.1 井下采煤的基本條件

井下采煤的基本應用條件應該迎合開采方法，首先實現條件優化過程，具體闡述幾點技術應用條件。首先是開采深度，該方面要通過大量開采作業實踐經驗與理論分析計算來得出結論。要充分考慮到井下煤礦生產中頂煤的冒放性與開采深度，確保兩點呈現正相關關系，即開采深度越深，頂煤越容易出現冒頂現象。為此，井下采煤作業必須明確這一客觀規律，開采深度把握方面在達到400m時就應該加以注意，防范頂煤冒放事故發生。其次是煤層強度，煤層強度會涉及到一個硬度系數值，如果頂煤的冒放性表現較好，就表示它的硬度系數值應該小于50m，是完整的煤層。另外，煤層強度也與煤層抗壓強度、煤層的節理內外裂隙發育程度相關。第三是煤層厚度，井下采煤作業要首先確定開采煤層厚度（5～13cm），如果超出該范圍采煤質量就會有所下降。一方面厚度太大不容易被機械充分破壞，導致煤礦的采出率過低。但如果煤層的厚度過小，則容易出現由冒頂所引發的夾矸率過大問題。所以說井下煤炭綜放開采的最佳煤層厚度值應該控制在5～13cm[1]。

3.2 井下采煤的技術方法

（1）傳統機械采煤技術。傳統機械采煤技術適合于井下普采，它的技術特征是單滾筒采煤機配合采煤面進行井下煤礦開采。該技術的優勢就是能夠應用于不同厚度煤層。比如在厚度較大的煤層應用過程中，就主要以8字形進行開采，這種開采割煤方式能夠解決井下開采工作不平衡弊病。但在厚度偏小的煤層中，就主要以單向割煤為基本作業方式。（2）長壁井下采煤技術。長壁井下采煤技術一般通過傾斜分層走向長壁下行的方法進行下行垮落采煤，這種井下采煤方法非常適用于那些中度厚度的煤層，或者傾斜度小于13°的煤層。該采煤方法也分為普采、綜采與炮采，這其中綜采最為常見也開采效益最高。選擇哪一種井下采煤方法還要根據礦區井下的實際狀況，例如工作面狀況、開采深度狀況以及礦井冒放性狀況等等，做到具體問題具體分析，合理發揮長壁井下采煤技術的技術功能優勢。（3）放頂井下采煤技術。放頂井下采煤技術方法屬于當前的創新方法，它的工作原理主要分為：第一，要在井下每層部位設置一個高度為2～5m的采煤工作面；第二，對工作面實施人工松動，以便于后期放頂采煤；第三，要配合支架將破損為散體狀的煤層放出。考慮到礦井本身存在一定壓力作用，所以該技術要求在煤層厚度（6～12m）相對較薄的區域進行開采，而且要求放頂傾角小于12°，保證煤層開采過程中的頂煤工作面穩定性[2]。

4 井下采煤技術方法選擇的影響因素分析

首先說外部因素，地質條件是影響井下采煤技術方法選擇的最常見因素。以煤層開采過程中的煤層傾角為例，它就會直接影響挖煤巷道的形狀與掘進方向，除此之外，它也會影響到施工期間的運煤方法。如果采煤技術工作人員不能提前了解煤層傾角而直接開采，很可能會出現巷道不穩的危險狀況，導致井下采煤作業安全性與生產效率受到嚴重影響。另外就是煤層排水因素，在開采前應該測量煤層的含水量，如果含水量過大也會影響到煤炭開采效率，而且影響井下采煤技術工作人員安全，所以一定要做好前期準備工作，充分考慮各項外部因素。其次說內部因素，內部影響因素主要談沒談企業的技術設備與采煤技術方法，如上文所述，要合理選擇井下采煤技術方法，一方面要保證采煤技術的安全性與高效性，一方面也要考量采煤作業的創新性，配合傳統井下采煤方法與新方法來實現煤炭開采，同時保證生產設備技術水平，將企業可能影響采煤工作的客觀因素影響效應降到最低，保證采煤技術水平的正常發揮[3]。

5 結語

井下采煤技術方法在選擇與應用方面要做到因地制宜，審時度勢，正如本文所論述的，要明確原則、應用條件、影響因素，選擇正確的開采方法，實現高效率井下開采過程，保證煤炭企業的綜合效益穩步提升。

參考文獻：

[1]蘇重波.有關井下采煤技術方法選擇及影響因素分析[J].低碳世界，2013，（17）：134-135.

[2]劉祖德，何維.井下采煤技術方法選擇及影響因素分析[J].民營科技，2012，（4）：73.

[3]劉志華.井下采煤技術及采煤工藝選擇與安全開采研究[J].建筑工程技術與設計，2016，（28）：1501