煤炭采掘技术与采掘方法探究

煤炭采掘技术与采掘方法探究

张弓

关键词：煤炭；采煤技术；采掘方法；

煤炭是我国最为重要的能源之一,在国民经济建设中占据着极为重要的地位。煤炭开采中一个重要的问题就是如何有效地提高煤炭采掘技术和选择合适的开采方法来提高煤炭的产量,同时还应该注意保证煤炭采掘工程的安全,有效地保证不能对施工区域的生态环境造成破坏。所以,相关的研究人员对煤炭工业中采掘技术与采掘方法的选择问题进行了深入地探讨。

一、煤矿企业选择采掘方法应遵循的原则

作为煤矿井下生产的一个中心环节,煤矿开采对于煤矿企业的生产而言至关重要。由于煤炭开采工作的所面对的环境极为复杂,其中蕴含着多种可能给煤炭开采带来严重威胁的不利因素。而正确的煤炭采掘方法在预防煤炭开采中的不利因素的影响,实现煤矿的安全生产中发挥着重要的作用。因此,煤矿企业在选择采掘方法的时候必须遵循正确的原则,保障煤炭开采的效率的同时提高煤炭开采的安全性。

1.采掘方法的选择应该遵循安全性的原则。安全是各行业发展永恒的主题。在煤炭开采中安全问题尤为突出。煤炭开采中遵循安全性的原则不仅仅是应对国家安全生产要求,同时也是煤矿企业保障其自身利益的需要。因此,在选择采掘方法的时候要考虑到所采煤层赋存条件下使用相关方法的安全性有没有保障,通过选用安全系数高的采掘方法来降低不安全因素的威胁。

2.采掘方法的选择应该遵循经济性的原则。获取利润是企业生产和经营的最终目的,这同样也是煤矿企业的根本追求。在进行煤炭采掘方法评价的过程中,经济效益毫无疑问是一个极为重要的评价指标,因此也必然是煤矿企业进行采掘方法选择的重要原则。遵循经济性的原则要求煤矿企业在选择采掘方法的时候要综合考虑所选择的方法的单产单进水平、材料消耗、劳动效率、员工工效和装备的综合利用率等多个方面的因素,以确保所选择的采掘方法是最契合于当前的煤炭开采实际的,能够在保障生产安全的情况下实现最大的经济产出,实现生产效益的最大化。

3.采掘方法的选择应该。遵循高采出率的原则。煤炭作为不可再生资源,开采要综合考虑资源的采出率,提高经济效益减少资源浪费。并且因开采环境的复杂性,防止低采出率对日后资源的二次开发造成的环境等风险,以及带来大量的人力、物力、财力以及时间的浪费。煤矿企业在选择采掘方法的时候遵循高采出率的原则,选择采出率高损失率低的采煤技术和方法既可以实现安全生产又可以获得更高的经济效益。

4.采掘方法的选择应该遵循低破坏的原则。煤炭的开采需要运用各种机械在地表和地下进行长时间、大范围的作业,会对地表和地下空间带来一定程度的破坏。从而导致地表的位移、塌陷,破化地质结构,带来地下水的污染或破坏,引起周围环境的恶化。所以,煤矿企业在选择采掘方法的时候应该遵循低破坏的原则,以煤矿的分布、煤层的特点、地质结构的特征等为依据选择科学的开采技术及方法,从而将开采作业带来的破化降到最低的限度,实现绿色开采。

二、煤炭采掘技术

1.普通机械化煤炭采掘技术。首先是走向长臂采煤技术，这一技术是根据不同煤层倾斜的具体方向进行采煤工作面的选区，主要包含前进和后退两种煤层推进方式，进而透过回采工作面，依据不同煤层的倾斜方向进行运输巷和回风巷的配置，目的是形成一个具有运输功能的通道，进而从采煤区边界开始向着采煤区的不同方向实施采掘；其次是放顶煤技术，主要针对较厚的煤炭层应用，根据厚煤层的底部来进行长臂工作面的设置，此后采取常规方式实施回采，通过矿山的压力以及人工松动等方式，推动支架顶部的煤层破裂。这种方式对于厚度超过6m的煤层具有施工效率上显著的提升，同时，这一技术在倾斜角小的煤层中也有应用空间。但是从普通机械化煤炭采掘技术的主要短板角度来看，其煤炭资源回收的效率比较低。

2.综采技术。综采技术的要点在于在采掘工作的实践中，将爆破后的落煤环节、装运煤环节以及支护设置等环节实现流程化的机械操作。这一技术当前在我国主要应用于相对单一并且厚度小于6m的煤层中，机械化程度较高。综采技术对于不同厚度煤层的实施策略有些许差异，在采掘厚度低于1.3m的煤层时，采取滚筒式采煤机以及抛煤机协作的方式，能够提升安全性，有效避免坍塌或者类似事故的发生。而针对1.3m以上的煤层，综采技术在实践中较为常见，主要通过液压支架的方式实施，当前能够保障较为稳定的每日开采发掘量，是提升煤炭企业经济效益的有力方式。对于厚度较高的煤层，通常并不推荐综采方式，但如果客观条件限制，就需要利用电动牵引采煤机以及多种带式运输来保障开掘量和安全性能。

3.炮采技术。从技术实践流程而言，首先是炮采技术中的打眼环节和实际爆破环节，在实施爆破落煤环节前，保持采掘的工作面位于平直状态，同时为了防止顶板降低炸药雷管的损耗，底煤和顶煤的环节不做预留处理。在实施煤矿爆破环节前，还需要具体评估煤层的具体硬度、厚度情况，设置爆破参数以及爆破顺序。其次，发展到装运煤这一环节，采取可弯曲的刮板运输机进行运输，运煤的环节需要选取悬臂支架实施合理掩护；在支护以及回柱放顶的环节，当前，采掘施工实践中采取支护方式较为集中，多位单体液压的支护或者支柱，同时金属摩擦类型的支柱也有多种选择。支柱的类型通常包含单支柱、双支柱和密集柱等。

三、采掘方法

对于采掘方法的选择主要遵循以下的几个原则:经济性、安全性以及比较高的回采率。其中最为重要的是煤炭采掘工作的安全性,在保证采掘工作安全性的前提下尽可能地提高采掘工作的经济性与回采率,主要的采掘方法有以下几类:

1.条带开采。这种采掘方式主要是指根据所进行开采煤层实际情况而划分出多个条带,然后按照采一条留一条的开采原则进行采掘。这种采掘方式与房柱式采掘方向类似,都是只开采部分的地下煤炭,将剩下的部分煤炭以煤柱的方式来支撑其上覆岩层,这样能够有效地避免出现地表塌陷等状况的发生。虽然条带开采能够起到保护地面建筑的作用,但同时也造成了资源的严重浪费,主要应用在一些局部的地下煤炭采掘中。

2.房柱式采掘。采用这种采掘方式能够有效地保护开采区域的地面建筑,相比较而言,这种采掘方式所引起的地表位移比长壁工作面采掘方式要小1/6以上,并且出现地表位移的时间也只有后者的一半。所以,该采掘方式主要应用在需要对地面建筑进行保护的煤炭采掘工程中。

3.分层的间歇开采。该采掘方式主要指的是根据所需要开采煤层的实际情况来选择采用倾斜分层或者是水平分层技术进行煤炭采掘。由于采用这种开采方式时,在层与层之间采掘时间上会有比较长的间隔,所以为了尽可能地降低对上覆煤层的影响,保证破坏煤层的破坏状态处于平衡,有效地降低对地表建筑、地下水造成的伤害,所以,分层间歇开采主要应用在一些厚松散层下浅部分以及基岩厚度比较小的煤层采掘中。

总而言之，煤炭生产对于我国的经济发展具有重要的支撑作用,为我国的经济社会发展提供重要的能源。煤炭采掘技术和采掘方法的研究有利于提高煤炭生产的效率,对于采掘技术和方法的研究是煤炭生产中必不可少的重要环节。

参考文件：

[1]杨红岩.综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用分析.2017.

[2]王海燕.浅谈煤炭采掘技术与采掘方法探究.2018.