淺談煤礦井下采礦生產技術及采礦方法

袁堃

（山西魯能河曲電煤開發有限責任公司，山西 忻州 036504）

在我國經濟與科技蓬勃發展的背景下，煤礦生產技術及采礦方法不斷改進與優化，在一定程度上提高了煤礦井下煤礦生產作業的安全性、高效性。當然，要想進一步提高煤礦生產水平，煤礦企業還需詳細了解煤礦井下煤礦生產實際情況，合理選用采礦生產技術及采礦方法，如此才能真正意義上保證煤礦生產的安全性、有效性、可靠性，為企業創造較高的經濟效益，推動煤礦企業乃至整個煤礦行業更好更快地發展。由此看來，煤礦井下采礦生產技術及采礦方法的有效應用具有較高的現實意義。

一、煤礦井下采礦的現狀

隨著工業的發展，我們對于礦物資源的需求在不斷的增加，這就促使我國礦物資源的開發越來越正規化、標準化。但是，即便如此在煤礦的開采過程中仍然會遇到各種問題。在實際操作過程中，不僅要求要有扎實的理論基礎，還需要豐富的實踐經驗。由于井下采礦是在地下操作的，所以開采人員要根據地質構造的不同因地制宜地采取不同方式進行，比如說崩落采礦法與空場采礦法就很容易造成地面坍塌。在我們應用空場采礦法進行采礦時，有可能會造成著力點發生變化或者受到因為受力不均的不良影響而進一步造成地表坍塌。在開采煤礦過程中勢必會產生廢料。我們煤礦的開采過程就是將品質優良的煤礦提煉出來，相應的隨著優質煤礦的產生也會有一些不可避免的廢料排放。比如: 砂石、粉塵、以及廢渣。這些廢料的存在嚴重地污染了我們的環境。在實際的煤礦開采過程中會存在以上所述的問題這些問題都嚴重的威脅著施工人員的人身安全。所以在真正的開采前要做好各種安全措施，同時在開采的過程中也要及時的對產生的廢料進行處理。不要省一時之力氣而留下安全隱患，如果一旦發生安全事故將造成不可挽回的損失。

二、煤礦井下采礦技術及方法影響因素

（一）地質影響因素

在煤礦開采過程中，相關技術、方法的選擇存在影響的地質因素主要表現為開采深度、煤層強度、煤層結構三個方面。研究數據和資料顯示，煤礦開采深度與煤礦頂煤冒放性存在密切聯系。因此，在煤礦開采過程中，應以井下采礦經驗及相關理論作為根據進行計算，求出煤礦頂煤冒放性與開采深度二者間的具體關系，然后將計算結果作為采礦技術及方法選擇的主要依據。采礦區煤層強度對采礦技術和方法的選擇具有重要影響，煤層強度不僅會對煤層抗壓強度產生直接影響，同時也會嚴重影響煤層內外裂隙的發育及結構。在采礦生產技術及方法的選擇過程中，還需對煤層結構進行充分考慮。當煤層含有堅硬巖石時，這些巖石相當于一個堅硬骨架，會直接影響頂煤的冒放性，同時還會影響頂煤的降落。

（二）技術水平影響因素

煤礦技術水平是影響井下采礦技術及方法選擇的一個重要因素。技術水平具體可分為生產設備供應條件、裝備技術水平。基礎設施水平、科學技術水平均會直接制約煤礦井下采礦生產技術及采礦方法的選擇。在科學技術的推動下，中國煤礦開采技術和方法均不斷得到提高，目前已經逐步走向成熟。煤礦開采技術、工藝的提高可直接促進中國煤礦開采效率和質量不斷提升。

三、煤礦井下的采礦生產技術

（一）采場圍巖控制技術

采用現代的技術對采場圍巖控制理論進行改進，對于提升煤礦開采的效率和質量都有非常重要的現實意義。從煤礦開采的經驗來看，地質情況的準確勘探與現代化理論、分析方法和技術都有很大的關系。當煤礦開采區采場圍巖不穩定時，可以采用采場圍巖控制技術。當作業環境的地質條件不穩定時，就會對工作人員的安全造成威脅。將現代的開采理論和現代化計算機測量技術結合起來，就能夠對地質構造進行精確測量，準確觀測到巖層的實際情況，所以要對采場圍巖控制技術進行完善，對煤礦場的巖層進行整體把握，提高煤礦開采的安全系數。破碎巖層頂板和堅硬巖層頂板是煤礦井頂板的兩個主要分類。在實際的煤礦開采過程中，需要根據井頂板的實際來選擇合理的巖層控制技術，降低煤礦開采的成本。傳統的處理巖層頂板的方法就是采用高壓注水的方法，不僅耗資大，操作麻煩，而且對實際的開采工作不利。對傳統的處理方法進行技術上的改進與創新非常有意義。所以需要進一步對新技術、新工藝進行研發。目前，我國對煤礦井下的開采工作的研究還不到位，在今后的工作中，應當加強研究，選擇合理高效的開采技術，提升煤礦井下的采礦效率，更高效、更安全地開展采礦工作。

（二）深礦井采礦技術

深礦井開采技術的工作主要是對深井進行布置、確保深井的安全、開采礦壓的控制以及沖擊地壓防治。當下的深礦井采礦技術還不完善，在選擇這項技術前，要先對深礦井進行實際情況的勘測，了解深礦井的應力場的分布情況和地質條件。當下，深礦井開采技術需要研究的重點是深井圍巖的狀態，應力場的分布特點，深井作業環境的改變，深井高效開采的相關技術手段。

（三）巷道布置采礦技術

巷道布置采礦技術在煤礦井下的開采技術中相當重要，因為巷道的布置情況直接影響到煤礦開采的進展情況，影響到煤礦的開采費用。加強巷道的優化布置，能夠對煤礦生產技術、開采技術、煤礦條件進行有效整合，使一些物質不必運出礦井，能夠有效減少生產環節，提高生產效率。因此在實際的考察過程中，要對巷道的布置進行合理的安排，這樣才能降低采礦的成本，提升煤礦的生產效益。要對巷道布置采礦技術進行不斷改進，將巷道的作業環境與采礦技術結合起來，縮短采礦時間，降低采礦的費用。

（四）三下采煤技術

“三下”采煤是建筑物下，鐵路下，和水體下采煤方法的統稱。為了保證開采影響范圍內的建筑物和鐵路不遭到破壞，開采范圍的水體不至于大量涌入并繼而發生事故，就必須要研究地下開采引起的巖層和地表移動規律; 如何減少開采對保護對象的有害影響; 如何加固和修復被破壞的保護對象; 如何減少水體對開采的影響等等。它與以前的技術相比，優勢很明顯，對地面的建筑物與鐵路減少了破壞的程度，相對而言，還降低了開采的成本，提高了開采的經濟效益。

四、煤礦井下的采礦方法

（一）充填式采礦法

充填采礦方法的特點主要表現為設備大型化和機械化，主要表現在出礦、落礦和支護等方面。膠結充填技術在充填方法的應用過程中發展較為迅速，膠結充填技術的三個發展階段具體為：分級尾砂膠結充填階段、全尾砂高濃度膠結充填階段、不收縮及不脫水的全尾砂膠結充填階段。為了實現盤區機械化充填，必須改進采場結構參數，這樣才能使充填系統成為半智能化狀態。目前，中國成功實驗了擁有先進技術的充填采礦方法，補充了中國在采礦領域存在的不足，扭轉了中國被動采礦的局面。充填采礦法的應用對中國擴大煤礦開采規模和降低開采成本均具有重要意義。

（二）回采式采礦法

回采式技術的應用主要是通過鑿巖聯絡巷將設備運入鑿巖，同時在礦體中上盤相互連接鑿巖通道和回風巷，促進其能夠形成一股回風風流，然后憑借鑿巖車將礦石運出。目前，在煤礦開采過程中應用最為普遍的方法即為回采式采礦法。在實際使用該種方法的過程中，通常可分為留礦柱式和無礦柱式兩種，無礦柱式是通過每100 m劃置各個開采區，但是在兩個相鄰盤區間未預留有礦柱，同時采用的是充填法，來回開采中間地段，直至整個礦石集中開采作業完成。留礦柱式與無礦柱式相似，其最大的區別在于在兩個相鄰的盤區之間預留有礦柱，具體說就是每100 m間均存在長度為200m～350 m的礦柱，僅對100 m中的剩余區域進行開采。因此，應用該種采礦方法時，在各開采區種均存在一定空間，通常這些空間均稱為礦房。當對礦房實施開采作業時，因其所處位置較低，可有效保證巷道牢固，進而能夠使其保持良好的穩定性。因此，該種開采方法的最大優點即為采區穩定性和安全性高。

實現采礦過程的連續化、規模化與智能化是煤礦井下采礦技術未來發展的主要方向。礦產資源對人們的生產生活有著非常重要的現實意義。隨著開采量的日益增多，煤礦井下采礦過程中，應當選擇科學先進的的生產技術和采礦方法，保證煤礦開采的安全性和有效性。