先進采煤技術及開采方法的研究

陳志斌

摘? 要：煤礦開采作業具有危險性高的特點，要從根本上提升煤礦采礦效率以及安全性，必須結合實際采用先進的采礦技術與方法。鑒于此，本文闡述了采煤技術的發展，分析了煤礦開采方法選擇需要遵守的原則，而后對一些新采煤技術進行了研究。

關鍵詞：采礦技術;開采方法

前言：煤礦開采過程中頻頻發生安全事故，受到了來自社會上各領域的關注，為了使企業能夠穩定發展，并且積極的對相關政策作出回應，煤礦采掘作業中的采煤技術一直都在優化、更新，使其更具安全性，并且在此基礎上進行質量、產量與效率的提升。

1.采煤技術的發展

我國的煤礦資源豐富，相關的調查資料顯示，在我國境內已發現煤炭儲量約有1.5萬億噸，煤礦開采技術隨著煤礦資源需求及煤礦企業需求提升，實現跳躍式發展。我國的采煤工業在60和70年代普及了機械化與綜采煤設備工藝，普通機械化工作面的裝備進行全面的更新，使用π型長鋼梁支護頂板等新設備工藝，綜合機械化采煤工作面向大功率程序化發展，到九十年代，高產量煤礦開始建設，于2005年建設完成了一批，這時我國的煤礦產量已經有二十一億噸，位居世界煤礦產量第一。綜采工作面最高年產量達百萬噸以上。目前我國國有重點煤炭開采企業采煤機械化程度達到了百分之九十以上，采煤技術工藝的發展經過了綜合機械化采煤工藝、爆破采煤工藝等等。部分煤礦已實現了智能化采煤工作面和智能化掘進工作面及輔助系統智能化。

2.煤礦開采方法選擇需要遵守的原則

2.1安全性

近年來，在科學和信息技術不斷進步的背景下，各種先進采礦技術以及方法被廣泛應用于煤炭資源開采作業當中，一定程度上降低了采煤作業過程中安全事故發生的概率[1]。但是，煤礦開采作業中不合理應用采煤技術的現象仍然存在，嚴重影響了安全采煤目標。從整體上來看，只有結合實際不斷引入采礦新技術與新方法，才能夠實現煤炭安全生產的目標。

2.2經濟角度出發需合理

企業選擇一個采煤方法首先是探查該采煤方法的效率及質量，而正式投入使用的決定性因素確實從經濟角度出發，考慮該方法投入使用是否合理，經濟考慮包含很多內容，具體講有五個方面：一、采煤工作面，煤礦的產量直接的決定了企業的經濟效益。二、采煤效率，采煤效率也包含人工與采煤設備兩個方面。三、材料的消耗，在采煤作業中，會產生一些能源消耗，比如炸藥消耗、電能消耗等。四、煤礦的質量，這也是除采煤效率與采煤產量之外煤礦企業所看重的另一個指標，先進的采煤技術，可以有效將煤與矸石等區分開來，最大程度清除煤炭灰分含量。五、采煤成本，人工費與材料購買費用等。通過這些方面的分析可以發現，究其根本經濟考慮便是煤礦的經濟收入對比經濟投入如何。

3.煤礦開采先進技術研究

3.1爆破采煤技術

爆破技術起源比較早，但是實用性較強，可以應用在大多數采掘活動中，因此在現階段的煤礦開采作業中依然在使用，在完成爆破后，人工與機械一起進行后續的采煤工作。除了實用性強外從經濟角度出發，只需要炸藥和雷管的投入而已十分劃算，弊端則是無法進行常規化生產，工程進度緩慢，很多勞動條件與內部環境需要進行調整。

3.2綜合采煤工藝

綜合采煤工藝的特點表現在采煤效率上，且可以明顯降低勞動強度與難度，在很多煤礦采煤過程中都有應用。具體開展步驟：一、切割煤炭環節中，破煤、落煤與裝煤三個環節，利用采煤機等設備;二、運輸刮板機生產能力與采煤機相類似，但是采煤機的綜合效益相對較低;三、工作面支護由及時支護與滯后支護兩種方式組成，及時支護通常在頂板壓力超過一定的標準時使用，很多頂板的穩定性無法保證，液壓支架大多使用高壓液體，如此可以完成對頂板的支撐與推移等作業，具體作業流程見圖一[2]。

3.3綜采放頂煤采礦技術

以往的采煤作業中，厚煤層的采煤效率始終無法得到提升，因此綜采被研發出來。這種采煤技術是以綜采的液壓機為基礎，進行一些改造措施，經濟投入較低。經過一段時間的傳播與再發展，放頂煤技術成為了厚煤層開采中的頂流技術，煤礦開采作業中，礦山壓力使頂煤破裂，之后從放頂煤支架后方的放煤口放出，詳情見圖二。頂煤排放時，需要進行干預，將采集比控制在合理的程度，就可以一次性對數倍于采高的煤層進行開采。一般情況下，采煤與排放比都會確立在1：3，這是為了確保煤礦的回收率。這項技術也有個明顯的缺點，在井下作業的工作人員可以明顯感覺到，便是對比其他技術而言，產生的粉塵較多，由此會引發一系列的安全問題[3]。

3.4煤礦開采充填法

煤礦開采會引發一系列的生態問題，比如前些年頻繁爆出新聞的煤礦上方塌陷，由此一些煤礦企業開始推行充填煤礦開采技術，用來解決地表沉陷與水斷流等問題。充填技術具體作業內容是，使用一些合理的材料將開采過的空礦區進行填充，保證巖層的完整性，充填材料由最開始的水砂、矸石等一步步發展，到現在各種合成材料，比如說礦山全尾砂膠結充填系統，它將采煤產生的煤矸石、尾礦等固體廢棄物與粉煤灰、膠結劑等材料復合而成的高密度流體，再通過充填泵加壓，經過管路輸送到井下的采空區，支護采場圍巖、匹配采礦作業。

總結：綜上所述，煤礦開采作業中，一些新技術的應用大大提高煤礦井下作業的安全性，并且解決了部分煤礦環境無法順利開采的難題，提高了煤礦的產量與質量，煤礦開采充填法、綜采放頂煤采礦技術的應用，有效改善了井下作業環境，使煤礦企業能夠穩定、可持續性發展。

參考文獻

[1]李飛.煤礦采礦工程設計與施工中應注意的問題及對策[J].發明與創新（大科技），2018 （10） ：32;34.

[2]李東紅.關于煤礦采礦新技術與開采方法的分析探討[J].石化技術，2019，26（08）：151+155.

[3]韓佳峰.煤礦采礦新技術與開采方法的探討[J].石化技術，2019，26（03）：194.