淺議煤礦煤層的開采技術

張健燕

摘 要：改革開放以來，工農業取得了飛速的進步，進而對能源的消耗量增加，在我國目前的能源消耗中，煤炭占消耗能源的絕大多數。由于對煤炭的需求量增加，這就對煤礦企業的開采技術提出了更高的要求，煤礦企業為了增加煤炭的出產量，需要在采煤工藝和開采技術上不斷的加強，從而市場需要量的要求。文中對煤炭開采的主要形式進行了分析，同時對采煤方法和工藝進行了具體的介紹，并進一步對煤礦企業的主要開采技術進行了闡述。

關鍵詞：開發技術；煤炭工藝；煤炭

前言

我國的煤炭儲量較為豐富，但其分布范圍較廣，在經濟的帶動下，市場上對煤炭的需求量增加，目前我國大、中、小型煤礦共同為滿足工農業生產和人們生活的需求而進行煤炭的開采，由于其規模和地質條件不同，因此對煤炭的開采技術也有很大的區別，隨著科學技術的不斷發展，我國的采煤技術也開始向機械化、自動化方向發展。

1 煤炭開采的主要形式

1.1 井下采煤

對于井下的煤層進行開采時，一般采用水平開采，對煤層分為若干個分區，先在第一水平區人依次按分區進行開采，然后再轉移到下一個水平進行。開采近水平煤層時，先將煤層劃分為幾個盤區，立井于井田中心到達煤層后，先采靠近井筒的盤區，再采較遠的盤區。對于二層或是二層以上的煤層，按照自上而下的順序開采。

在我國的采煤方法中可分為旱采和水采二種，旱采包括機械落煤、爆破落煤，水采主要指水力落煤，同時旱采中的采煤方法主要有壁式采煤法和柱式采煤法二種，在我國主要以旱采為主，同時以壁式采煤法為主，壁式采煤法具有較長的工作面，可以利用自動化程度高、生產效率高的大型機械采煤，在產量上具有較大的優勢。柱式采煤法因工作面短，無法容納大型機械設備，同時回采率較低，但其具有維護上成本低，好維護的優點。

1.2 露天采煤

目前在我國也存在著一定量的露天煤礦，露天煤礦主要是在地表上進行煤炭的開采，這種煤層主要儲存于距離地表較淺的位置，同時儲量豐富，對于這樣的地下煤層，可以把煤層上面的巖石及覆蓋物移走，從而使煤炭裸露出來，得用穿孔爆破及大型機械將煤層整體破碎，并裝入運輸車輛進行使用。此種開采法具有空間范圍大，不用開鑿煤井，生產成本較低，同時在大規模的礦山中進行開采，生產空間不受限制，勞動效率較大，資源得到了合理的利用，這種露天開采法的安全度較高，很大程度上減少甚至避免了煤礦人為傷亡事故的發生。但此方法由于在露天進行開采，對周邊的環境會造成嚴重的污染，同時會占有大量的土地，在開采過程中還要受自然氣候和地形的制約。

2 采煤方法與工藝

2.1 開采技術

目前煤炭開采已成為全球性的產業，我國在多年的開采實踐中已開始向高產、高效、集中化的開采技術方面發展，以提高單井產量為目標，實現生產的集中化，提高煤礦企業的生產效率和經濟效益。在當前條件下，需要加大采煤裝備和工藝的研究力度，使煤炭的開采技術實現簡單、高效，完善生產過程的監控系統，加強管理的科學化，從而使開采技術與管理實現相互的配套，使礦井實現機械化、自動化的水平，保證礦井的高產高效。

2.2 解決難題

開發“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產高效現代開采成套技術”，主要解決以下技術難題。

硬頂板控制技術，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術，主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產。

硬厚頂煤控制技術，研究開發埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術，包括高壓注水壓裂技術和頂煤深孔預爆破處理技術，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。

頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設備配套技術，研制既有利于頂煤破碎和頂板控制，又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機能力。

2.3 緩傾斜薄煤層長壁開采

主要研究開發：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機、刨煤機；研制適合刨煤機綜采的液壓支架；研究開發薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采技術。

2.4 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采

應進一步加強完善支架結構及強度，加強支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴重損壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層（采高3m左右）高產高效指標的差距。

2.5 各種綜采高產高效綜采設備保障系統

要實現高產高效，就要提高開機率，對“支架-圍巖”系統、采運設備進行監控。今后研究的重點是：通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架-圍巖”系統控制，進一步完善液壓信息、支架位態、頂板狀態、支護質量信息的自動采集系統；乳化液泵站及液壓系統運行狀態的檢測診斷；采煤機在線與離線相結合的“油-磨屑”監測和溫度、電信號的監測；帶式輸送機、刮板輸送機全面狀態監控。

3 主要的開采技術

3.1 深礦井開采技術

深礦井開采的關鍵技術是：煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風、井巷布置等。

3.2 “三下”采煤技術

提高數值模擬計算和相似材料模擬等，深入研究開采上覆巖層運動和地表下陷規律，研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護需要的合理的開采系統和優化參數，發展沉降控制理念和關鍵技術；研究與應用各種充填技術和組合充填技術，村莊房屋加固改造重建技術，適于村莊保護的開采技術；研究近水體開采的開采設計，工藝參數優化和裝備，提出煤炭開采與煤炭城市和諧統一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復墾和礦井水資源化等關鍵技術。

3.3 優化巷道布置，減少矸石排放的開采技術

煤礦在開采過程中要以實現開采效益的最大化為目標，對現有的采煤方法要加大研究的力度，同時完善巷道的布置系統，從而實現資源的最優化配置。

實行全煤巷布置單一煤層開采，加大對高效礦井的研究力度，實現巷道布置系統的優化，實現中采與中掘同走發展，大幅度降低巖巷掘進率。要盡量減少開采過程中的出矸率，同時研究把矸石變為填充材料的技術，這樣不僅有效的減少了污染，同時也節省了生產成本，對實現高產高效的集中化開采起到積極的作用。

4 結束語

煤礦企業要想取得快速的發展，首先需要提高其采煤方法和工藝，從而實現煤炭企業技術性的變革，將先進技術應用于采煤技術當中，完善采煤技術和采煤工藝，實現煤礦企業的高效、安全生產。

參考文獻

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