剖析煤礦采礦的新技術(shù)與開采方法探析

韓清東

臨沂礦業(yè)集團(tuán)菏澤煤電有限公司 山東菏澤 274700

1 煤礦采礦新型技術(shù)淺析

1.1 超厚煤層采煤技術(shù)

針對特厚煤層而言，現(xiàn)階段應(yīng)用技術(shù)存在部分阻礙，但煤炭企業(yè)未停止對新技術(shù)的探索，并獲取不斷的創(chuàng)新及突破，譬如大采高綜放技術(shù)，在厚煤層開采中取得較佳成效。雖然傳統(tǒng)開采技術(shù)也可以對厚煤層進(jìn)行開采，但過程較為繁瑣復(fù)雜，需將厚煤層進(jìn)程分層開采，要求同區(qū)域同煤層實施多次人工鋪設(shè)假頂分層開采。由此表明，傳統(tǒng)超厚煤層采煤技術(shù)不僅需耗損較高成本，而且開采效率較低，不利于企業(yè)長足發(fā)展。

1.2 全自動刨煤機采礦技術(shù)

刨煤機開采技術(shù)不僅可在生產(chǎn)效率具有重要價值，而且也為中等及薄煤層初次開采成功的典范。全自動采煤機可將煤層短期內(nèi)破碎，實現(xiàn)采煤智能化，提升生產(chǎn)效率。采煤機實際生產(chǎn)進(jìn)程中，其采煤速率可達(dá)3m/s，截割深度與生產(chǎn)要求相吻合。煤礦企業(yè)對全自動刨煤機創(chuàng)新及研發(fā)，基于原有技術(shù)層面，適當(dāng)增設(shè)部分系統(tǒng)，不僅包含對通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)，而且涉及冷卻及輸送系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)自動化建設(shè)目標(biāo)。自動刨煤機可將大型煤礦實際開采中，煤層對地表具有較大影響瓶頸消除，從而為生產(chǎn)效率及質(zhì)量做以保障。

1.3 小階段爆破落煤技術(shù)

小階段爆破采煤法，主要以“三無”為核心特征，即無人員、無設(shè)備、無支護(hù)，將區(qū)段煤體劃分為多個區(qū)段，從而實施煤礦開采。具體而言，煤礦開采進(jìn)程中，利用小階段爆破以及放頂煤技術(shù)將煤層分層，之后在不同煤層中放置炸藥與雷管，同時需將爆破實際現(xiàn)場予以分析，以此準(zhǔn)確判定現(xiàn)場其他因素。小階段爆破技術(shù)在較厚煤層中應(yīng)用頻次較多，主要因為此類煤層爆破過程中，煤層頂板不易出現(xiàn)松動，為煤炭開采安全做以保障[1]。

1.4 煤礦綠色開采技術(shù)

綠色開采技術(shù)主要包含以下方式：①地下煤氣化技術(shù)。該項技術(shù)主要將地下固體礦物，以熱化學(xué)方式將其轉(zhuǎn)為氣體燃料，最終排放至地面供用戶使用；②地下脈石充填技術(shù)。該技術(shù)主要適用于廢氣巷道中的廢石，如直接充填采空區(qū)在灌裝過程中，需利用機械設(shè)備輔助完成。

1.5 充填開采法

針對充填開采法，其利用的填料不同，適用的開采層不盡相同，主要包含以下幾種填充物：①膠結(jié)充填采礦法。該方式主要利用填骨料、膠結(jié)劑等材料，在水泥和矸石充分拌和下形成填充物，便于良好控制巖層移動，為采煤安全做以支撐。該方式針對地質(zhì)條件較為復(fù)雜煤礦開采具有良好的成效。②覆巖離層注漿充填法。煤礦開采之后上層巖石縫隙中，利用高壓注漿方式，將充填材料注入，達(dá)到占據(jù)離層空間基礎(chǔ)上，可減少煤礦巖層發(fā)生形變，削弱地表沉陷同時，確保采煤安全。③冒落矸石空隙注漿法。該方式主要通過膠結(jié)機理，將冒落巖石予以加固，不僅操作便捷、速度快，而且效果較佳。④黃土充填采煤法。該方式為填充法創(chuàng)新模式，主要以黃土為充填物質(zhì)，減少地面矸山治理資金及難度，同時對煤礦周圍環(huán)境具有一定保護(hù)作用，該方式具有一定的推廣應(yīng)用價值[2]。

2 煤礦采礦項目開采方法

2.1 煤礦井下開采

井下采煤方式較為常見，應(yīng)用于不同層次煤礦資源。若煤層實際傾角超過十度，應(yīng)選用水平開采方式，將水平開采層劃分為各子采區(qū)，完成第一水平開采，之后實施下一層的開采。近水平煤層開采，應(yīng)將其劃分為多個盤區(qū)，以中間煤層核心展開開采，完成之后實施較遠(yuǎn)的煤層開采。若存在多個煤層，首先應(yīng)將第一水平煤層開采完成，之后循序漸進(jìn)自上而下實施開采；其次完成第一水平煤層開采之后，轉(zhuǎn)移至第二層實施開采。井下采煤又包含兩種方式，即旱采和水采，一般旱采應(yīng)用頻次較多，該方式又包含兩種采煤法，其中壁式采煤法效率較高，產(chǎn)量較大，柱式耗損成本較低，但其效率不佳[3]。

2.2 露天采煤

露天采煤為最初應(yīng)用的采煤方式，其主要將井田劃分為多個水平分層，遵循自上而下逐層開采。需將巖煤松動破碎，之后利用采掘設(shè)備整體采出，并通過運輸設(shè)施將其輸送至指定地點。針對淺煤層資源而言，其在短期內(nèi)便可進(jìn)行開采，受阻力較小，同時資源回收利用率較高。但此種方式需占據(jù)較大面積土地，對環(huán)境也會造成一定污染，阻礙該方法推廣及應(yīng)用。

2.3 急傾斜煤層開采方法

急傾斜煤層開采方法，核心需將煤礦進(jìn)行劃分區(qū)域，最大限度加大采區(qū)的尺寸及存儲量，具體劃分區(qū)域時，應(yīng)全方位考量生產(chǎn)設(shè)備及回采工藝實際要求，確保劃分合理性。為確保開采順利實施，應(yīng)將采區(qū)走向長度和階段垂直高度適當(dāng)增加。此外，生產(chǎn)過程中，需將巷道位置予以優(yōu)化，確保生產(chǎn)作業(yè)面擁有良好的通風(fēng)。

3 采礦技術(shù)發(fā)展趨勢

采礦技術(shù)革新促進(jìn)我國采礦工藝發(fā)展，采礦經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展基礎(chǔ)上，采礦企業(yè)應(yīng)從多方面進(jìn)行考量，不僅包含環(huán)境保護(hù)、社會責(zé)任，而且涉及人身安全等，所以采礦技術(shù)優(yōu)化，可從以下幾方面入手：首先，采礦設(shè)備自動化、高效化。我國采礦技術(shù)上升一個層次，但機械化占比仍較少，阻礙采礦生產(chǎn)效率。應(yīng)積極加強對機械設(shè)備升級，實現(xiàn)設(shè)備高效化、自動化技術(shù)發(fā)展趨勢。伴隨我國生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，采礦工程對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，礦山環(huán)境的保護(hù)成為人們關(guān)注的焦點，應(yīng)加大研究廢物利用方式，并通過有效手段，建立無污染的礦山。

4 結(jié)語

新時期背景下，煤礦企業(yè)采礦工藝與技術(shù)在實際應(yīng)用中，需根據(jù)煤礦實際狀況，秉持綠色開采原則，并不斷引入新方法及技術(shù)，確保煤礦企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的同時，獲取良好的環(huán)境效益。新技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采中，不僅為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展重要途徑，而且為實現(xiàn)社會及綜合效益核心保障，煤礦企業(yè)應(yīng)積極應(yīng)用新技術(shù)及新方法，為社會提供更優(yōu)質(zhì)的煤炭資源。