煤礦采煤技術的合理優化

范敬偉(山西焦煤西山煤電官地礦，山西 太原 030000)

0 引言

煤是我國主要的能源結構，隨著經濟社會的快速發展，人們生產生活中對煤的需求量不斷增加，對煤礦采煤技術提出了更多的要求。山西的煤礦規模大小不一，所使用的設備和技術水平存在較大差距，下文分析了煤礦采煤技術中存在的問題并提出相應優化措施。

1 煤礦采煤技術的合理優化原則

1.1 保障安全

在煤礦采煤過程中安全問題是最重要的內容，在采煤的各個環節都需要注意人身安全，安全的生產流程能夠避免出現安全事故。第一，在采煤工作開始之前，工作人員要做好相應的安全檢查，包括煤礦的通風、防水、防火設備檢查和采煤中的技術設備檢查；第二，在煤礦的采煤作業中，參與施工的工作人員應具有良好的安全意識，在采煤中謹慎作業，避免因操作失誤產生危險；第三，在煤礦采煤技術優化過程中研發人員要從安全性角度出發，以安全為基礎再進行后續的發展和優化[1]。

1.2 速度高效

在煤礦采煤技術的優化過程中，提高采煤效率是非常重要的。若煤礦企業可以在煤礦采煤過程中，通過優化煤礦采煤技術的方式，提升煤采出率，降低自燃現象出現的概率，不但可以提高采煤的安全性，還能夠避免煤礦浪費現象的出現，提高煤采出率。當前較為常用的技術優化方式有兩種，一種是通過優化技術流程降低生產時間，另一種是對采煤工作進行系統化管理提高總體效率。

1.3 經濟適用

當前煤礦企業建設發展的基本原則是在保障生產安全的基礎上，提升經濟效益。由于提高采煤成本會增加企業的緊急負擔，在煤礦采煤技術優化過程中，工作人員應該在降低采煤成本的基礎上，對采煤設備進行優化，進而達到對采煤技術進行完善的目的。同時，為避免又能員工失誤而造成的經濟損失，煤礦企業可以通過對專業技術人員進行培訓的方式，提升員工的專業水平、工作效率與責任意識，進而確保企業可以在安全生產的前提下盡量增加煤礦的采出率，保障企業的利益最大化。

2 煤礦采煤技術的問題分析

2.1 煤礦采煤設備性能較低

現階段，煤礦企業在開采過程中更注重成本的壓縮與煤炭開采量的增長，但受我國與煤礦采煤相關的技術設備、專業人才數量較少的影響，許多煤礦企業在采煤過程中使用的設備安全性能較低，在采煤過程中時常會出現設備故障，出現設備故障對采煤的進度造成延誤，有時還會給參與采煤的工作人員帶來危險，即對采煤工程造成影響又會對企業造成經濟損失，所以煤礦企業想要增加經濟效益優化采煤設備是基礎。

2.2 煤礦采煤系統不完善

現階段，由于煤礦采煤具有特殊性，要根據不同的地質條件選擇合適的設備和操作方法，煤礦企業要對采煤的質量、速度多花費的成本進行平衡，選擇最優的工藝流程，使企業的利益最大化。盡管我國的煤礦開采已經在今年來的發展過程中，形成了一套發展體系，但在全球范圍內，中國的煤礦開采技術水平還處于中等偏下的位置，并且煤炭開采后的利用率也比較低。

2.3 煤礦采煤技術水平較低

在許多中小型煤礦企業常要面對資金短缺問題，所以采煤設備會比較落后，這些企業為了追求經濟效益，會忽略掉增長采煤技術，導致平均采煤技術得不到發展，甚至停滯不前，沒有得到有效的發展。我國的采煤技術水平分布不均勻，發達區域的擁有著比較先進的采煤設備，采煤的技術水平也比較高，但是大部分煤礦企業采用比較傳統的采煤方式，開采質量處于較低水平[2]。

3 煤礦采煤技術的優化措施

3.1 改進煤礦采煤設備

改進煤礦采煤設備使優化煤礦采煤技術的基礎，采煤設備提高能為采煤技術提供保障，采煤設備的加強應該引起各煤礦企業的重視，煤礦企業在作業中應該盡量使用機電設備。在煤礦開采過程中應該規范化運行過程，使先進的開采設備發揮出應有的作用，煤礦企業想要長期順利發展優化煤礦開采設備和完善煤礦開采流程都是至關重要的。

3.2 優化煤礦采煤系統

在煤礦采煤過程中協調各個環節，讓采煤設備發揮最大作用，煤礦企業應該建立完整的體系，對采煤工作實現系統化管理。煤礦企業應該使用現有的信息技術對采煤技術進行分析，通過科學的手段對采煤技術進一步優化，煤礦企業想要進一步發展除了對作業效率的提高，積水水平的發展和管理模式的建立都很重要。

3.3 完善煤礦安全開采體制

安全開采作為煤礦運行的必要保障，是煤礦企業正常運營的基礎，更是保障員工生命安全的要求。近年來，在政策支持下，我國的煤炭開采行業迎來了發展的新時期，在當前煤炭開采過程中，為避免安全問題對于煤炭正常開采的影響，煤炭開采企業必須建立有效的煤礦安全開采體制。首先，煤炭企業應當依據煤礦的實際情況，制定科學合理的煤礦采煤流程，并通過加強對開采環節監管力度的方式，避免安全事故的發生。其次，瓦斯濃度過高、礦井滲水、設備安全性差等問題是煤礦開采中較為常見的安全問題，在開采過程中，為避免因上述問題的出現影響開采工作的正常進行，煤礦方面應當在采煤工作正式開始之前，制定出有效的安全事故預防機制，以便在事故發生后及時對其進行處理，從而保障煤礦企業的經濟效益。最后，在煤礦開采過程中，巷道布置質量與煤礦通風供暖、防火防水等情況有著極為密切的聯系，在煤礦開采過程中，煤礦企業應當提升對巷道建設的重視程度，同時，為避免礦井事故發生威脅員工的人身安全，企業方面還應當建立集約化的應急機制，進而在保證工人安全的前提下，達到提升煤礦開采效率的目的。

3.4 煤礦采煤技術優化措施

3.4.1 無人工作面開采技術

大多數煤礦的破煤、裝煤、運煤和處理都是在回采工作面完成的，在使用無人工作面開采技術后工作人員就不需要到回采工作面，通過操作機器和相關設備就能夠完成破煤、裝煤、運煤和處理工作，能夠提高工作效率。使用無人工作面開采技術能夠為工作人員的生命安全提供保障，也可以提高相關工序的完成質量和工作效率，使煤礦開采工作穩定進行。例如，在某煤礦的采煤工作中，工作面使用的是長壁后退式采煤法，采煤工藝使用的是機械化的采煤方式，在割煤工作時選擇雙滾筒進行切割。首先，將回風巷的巷道外端布置成半圓拱形，運輸巷道布置在煤層頂板，做好支撐工作。其次，頂板支撐選擇掩護式支架，在此無人工作面使用的是滾筒式采煤機，如果在薄層工作面可以選擇刨煤機。使用無人工作面開采技術該煤礦的產量逐漸增長，有效的提高了生產效率，所以在煤礦采煤過程中無人工作面開采技術的運用會被更廣泛地應用[3]。

3.4.2 離層注漿技術

在煤礦的開采過程中對采空區上方離層區域進行灌漿避免巖層下沉情況的發生，離層注漿技術主要是利用高壓作用來完成注入高溫漿液的工作，離層注漿技術可以在地面進行完成，對煤礦采煤工作不會造成影響，采煤工作人員的安全可以充分得到保障。離層注漿技術所需要的設備并不復雜，操作簡便，對人力和物力所投入的成本較少，使用離層注漿技術能一定程度的增加煤礦企業經濟收益。在我們煤礦的施工過程中，為了保證工作人員的人身安全和施工的順利進行，施工工作人員對離層進行分析后利用高壓作用進行注漿工作，這是離層注漿技術在我公司的實際應用。離層注漿技術難度不大，對煤礦企業生產的安全性大幅度增加，應該在礦區廣泛的推廣這項技術。

3.4.3 井下填充技術

在煤礦企業采煤過程中為防止地表塌陷有一道工序是將填充材料運輸到采空區，工作人員利用井下填充技術對采空區周圍巖層進行合理控制，防止發生巖層崩落情況給工作人員造成傷害，也能保證煤礦采煤工作的順利進行。井下填充技術比傳統的填充技術安全性更高，適用范圍更廣，對煤礦采煤的質量和效率都有所提高，但花費的成本較高，煤礦企業在使用此項技術之前要考慮自身情況進行合理選擇。

3.4.4 放頂采煤技術

在煤礦企業開采厚度較厚的煤層時會使用放頂采煤技術，因為煤層厚度決定著回采工作面的口徑，所以工作人員在煤礦開采之前需要挖掘合適的工作面，挖掘合適的工作面后結合普通的開采方式進行煤礦采煤工作。例如，我們單位進行山西某煤礦的開采時，由于煤層厚度較厚，工作人員使用放頂采煤技術進行采煤。放頂采煤技術降低了采煤的難度，提高了采煤的效率，但在使用放頂采煤技術的過程中會造成煤炭資源回收率降低，造成資源浪費。在煤礦企業采煤過程中應該根據實際情況合理的選擇不同的開采方式，適時地改進開采技術。

3.4.5 條帶開采技術

條帶開采技術是將不同煤層要開采的區域劃分成規則的條帶形狀，進行采煤時按照規劃好的條形隔一條一開采，留下的區域可以支撐上面巖層的重量，通常地表不會有明顯移動和變形，條帶開采技術常被用于保護地表建筑物時使用。條帶開采包括走向條帶開采、傾斜條帶開采和偽斜條帶開采三種開采方式。走向條帶開采通常用于水平或者傾斜較小的煤層，傾斜較大的煤層使用走向條帶穩定性較差，其優點是工作面的推進長度長，搬家次數少。傾斜條帶開采通常用于傾斜煤層，煤層的傾斜方向為條帶的長軸方向進行布置，其優點是穩定性高、適應性強，在煤礦的采煤工作中常被使用，其缺點是工作面搬家頻繁。偽斜條帶開采通常用于傾斜角度大于35°的煤層，每層的傾斜方向與條帶長軸的設計方向成角度進行布置，其優點是可以解決一些開采難度表達的項目。在條帶開采過程中要根據實際情況進行選擇條帶開采的方式，減少工作面搬家次數提高采煤效率。

3.4.6 長臂采煤技術

炮采、綜采與普采作為長壁采煤技術的重要組成部分，被廣泛應用于當前采煤行業當中。其具體應用方式為，首先，煤炭企業依據煤礦的實際情況，制定科學合理的爆破參數；其次，依據設計的爆破順序對煤礦進行爆破；最后，在確保爆破地點安全穩定后，開采煤礦中的底煤與預留煤。一般情況下，這種需要將機械與人工結合到一起的開采技術被應用于煤礦底層的煤炭開采，其實施可以有效地提升煤礦的開采效率[4]。

4 結語

煤礦采摘設備和技術對煤礦企業的發展起著決定性的因素，只有使用先進的采煤設備做支持才能進一步優化采煤技術，我省的煤礦采煤過程中存在采煤技術水平分布不均衡的情況，提出煤礦采煤技術合理優化的主要措施有：無人工作面開采技術、離層注漿技術、井下填充技術、放頂采煤技術、條帶開采技術。