煤礦地下開采工藝的現狀分析及發展趨勢

張楓

（冀中能源股份有限公司邢臺礦，河北 邢臺 054000）

在我國煤礦企業的發展過程中，煤礦開采技術是煤礦行業的競爭核心。很多企業為了提高煤礦開采的速度及安全性，對開采技術進行了更新。煤礦企業為了提高自身競爭力，不斷的對開采技術進行研發，最終成功創新了開采技術，也完善了整體的開采工藝。在此基礎上，對目前煤礦開采技術及工藝進行分析是很有必要的，通過分析才能夠明確開采工藝的區別及針對性應用。

一、中國煤礦開拓特征

我國的煤炭開采已經具有較長時間的發展歷史，煤炭的開采在我國長期的經濟發展過程中對我國工業的發展起到了支持和推動的作用，我國煤炭資源豐富，實際開采的項目也很多，但是，開采過程中煤礦的開采技術和安全風險一直是煤礦企業采煤過程順利完成的阻礙，采用先進的采礦技術和巷道布置技術實現采礦過程科學性的提升，保證煤礦開采的質量和效率以及人員安全的必要手段，這能夠進一步促進我國煤炭工業的發展。

二、井下采煤技術的選擇

（一）長壁式采煤技術

長壁式采煤技術是中國目前使用最為普遍的采煤技術，主要可分為傾向長壁和走向長壁。傾向長壁是指工作面按照煤層的傾向布置，而走向長壁指的是工作面按照煤層的走向布置。這種采煤技術的工作面開采范圍比較廣，產量高，工作面搬家次數少，其主要優點在于井下工作面巷道布置較為簡單，通風管理比較容易，適用于各種條件下煤層的開采。此外，長壁式采煤技術能最大限度地開采煤層。但這種采煤技術的缺點也十分明顯，其采用完全垮落法管理頂板，會導致地表下沉劇烈，嚴重破壞地表生態環境，而且工作面的準備周期比較長，需要一次性投入較多設備。目前，中國已研發了各種長壁式采煤技術的成套設備。

（二）充填采礦工藝技術

在煤礦開采過程中，采空區屬于較為常見的區域。在進行回采時，需重點填充采空區，并綜合利用支架及填充材料，以此來促進采空區填充效果的提升。在填充工作完成之后，需加強填充體的地壓管理，控制好地表下沉問題，確保回采工作的正常進行。同時，運用充填采礦工藝技術可以降低由于山體自燃而出現的火災事故頻率，提升采礦工作的安全性。

（三）井下爆破采煤技術

首先是科學設計炮眼位置，需經嚴密的計算與分析，進而對炮眼排列加以設計，提高爆破的產煤效果；其次是裝煤環節，由于煤層在經爆破后會出現部分結構坍塌，需要將散落煤炭進行裝運，完成爆破采煤過程；最后是采煤區支護環節，這是保證煤層爆破后安全性的重要措施，為爆破采煤提供安全保障。

（四）綜合機械化開采技術

綜合機械化開采技術指的是在開采的過程中，所有開采環節都實現機械化。例如：在割煤和裝煤的過程中，企業通常用滾筒式的采煤機進行工作，通過采煤機割煤后可以用輸送機進行運煤。然后企業可以根據自身需求來選擇采空區的處理方法。通過使用綜合機械化開采技術，工作人員不僅降低了工作壓力，也提高了井下開采的安全性。

（五）普采工藝

煤礦開采過程中的普采工藝主要在綜采工作階段采煤機落煤，用刮板輸送機等設備裝車運煤結束后開始使用，通過人工施工對頂板進行單體柱的支設，進而完成后續采煤工作的采煤工藝，與綜合機械化采煤技術相比，普采工藝中對人類的依賴程度較高，對設備功率的要求不高，但這種采礦技術的安全系數低，施工效率低，勞動強度低，平行梁直柱和交錯梁直柱是兩種這種采煤工藝中較常見的支護形式。

（六）采場圍巖控制技術

煤層地質條件會對煤礦開采工作效率產生巨大的影響，在開展有關工作時，工作人員需運用采場圍巖控制技術來提高工作效率。運用此技術可以對開采工作予以全面的分析，讓工作在開展的過程中更加高效與科學。現階段，中國煤礦開采技術問題較多，盡管部分煤礦企業已通過高壓注射技術和化學加工技術等來開展各項工作，但依然有局限性，因此工作人員應控制硬頂板條件和破碎頂板條件的巖層，并對煤礦開采技術運用予以全面的評估，以此來使工作面放煤得到進一步的優化。

（七）連續采煤技術

該技術作為新型采煤技術，其核心設備是連續采煤機，具備回采、巷道掘進等功能，主要適用于房柱式采煤法。連續采煤技術可同時完成破煤、裝煤等操作，開采效率更高，能夠實現高度機械化開采。但連續采煤機的應用，對煤礦開采環境有較高要求，主要用于煤層厚度適中，煤層地質條件簡單的礦井環境，這也就限制了連續采煤技術應用空間。

（八）高新技術運用

由于煤礦開采受地質條件的影響，為了能夠實現采煤技術的提高，在開采技術選擇之前，需要對煤層的條件采用先進的地質勘查技術手段進行充分的調研，根據實際地質情況，結合勘探情況，繪制合理的圖件，并且在掌握到全面精確的勘探資料后，對煤層的制定詳細的方案，選擇適應煤層條件和企業規模的煤礦開采方法。此外，可以通過在煤礦開采過程中應用高新技術對煤礦巷道的安排實現科學化和合理化，采用綠色技術可以改善煤炭開采的負面影響，減輕煤礦開采對環境的污染程度。

結束語

煤礦井下開采時，采煤技術和采煤工藝的選擇對于煤層開采的效率和安全性有著重要影響。常見的井下采煤技術有長壁式、房柱式及充填式三類。長壁式采煤技術是中國目前使用最為普遍的采煤技術，其主要優點在于井下工作面巷道布置較為簡單，通風管理比較容易，適用于各種條件下煤層的開采。目前井下采煤工藝主要有炮采工藝、普通機械化采煤工藝及綜合機械化采煤工藝。綜采工藝的發展是煤礦開采史上的一次技術革命，極大地提高了采煤效率，使礦井產量由年產幾十萬噸提高到年產千萬噸。