井下采礦技術及其方法的選擇

摘要：社會經濟的持續發展，使人們對煤炭需求量日益增大，而采礦技術也隨之進行了不斷發展與創新，在一定程度上為煤礦實現高產、高效、安全生產提供了有力的技術保障。文章主要就目前我國常用的井下采礦技術進行了深入研究，以期提高煤礦選擇最佳井下采礦技術與方法的準確性與科學性。

關鍵詞：井下采礦；回采式；填充式

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0095-02

完善采礦技術是我國采礦科學當前所面臨的主要問題。隨著科學技術的不斷發展與創新，促進我國采礦技術、方法的日益成熟和完善是每個煤炭企業都應重視，并付諸于實際行動的?？茖W、合理的采礦技術，可以為煤礦生產能力提供充分保障的同時，還能為煤礦企業安全、高效的實施開采作業提供有力的技術支撐，從而促進礦井效益最大化。

1 井下采礦主要方法分析

1.1 回采式

回采式技術主要是先通過鑿巖聯絡巷向鑿巖設備運入，并在礦體中上盤，將回風巷與鑿巖通道相連接，使其形成一股回風風流，最后便可以利用鑿巖車將落下的礦石運出。在本礦煤炭開采中，采用最多的便是回采式，在具體實施過程中一般分為無礦柱和留礦柱兩種，無礦柱式主要通過每個百米劃置一個開采區，但相鄰盤區之間不預留礦柱，并采用充填法，對位于中間的地段實施來回開采，直至礦石集中開采完成。而留礦柱同無礦柱相差不大，其最明顯的差異在于其相鄰盤區之間留有礦柱，也就是每一百米之間，會有200～350m留作礦柱，只采一百米中的剩余部分，這樣便會在每一開采區內留有一定的空間，這些空間被成為礦房。一旦對礦房進行開采，由于其位置較低，可以充分保證巷道穩定、牢固，因此這種方法最顯著的優點便是能夠有力保證采區的安全與可靠。

1.2 充填式

充填式技術則是目前我國比較先進的一種技術，為了保證技術的實效性，填充技術越來越多樣化，特別是高尾砂、高濃度的發展使得該技術在節約成本、保護礦山、降低貧化率、防止地表坍塌等方面具有非常顯著的效果。

2 井下采礦技術的具體發展和應用

2.1 井下采礦機械化技術

采礦方法的創新將會為煤炭開采的每一個環節帶來變個性發展，而現代煤炭開采朝著高產、高效、安全方向發展的強勁趨勢，促使采煤技術必須與現代科學技術充分結合，方可實現采煤技術多層次、多樣化，建立起符合中國實際，具有中國特色的煤炭開采方法理論與實施技術。目前我國已經建立起機械化采煤技術主要為淺埋深、硬頂板、硬煤層高產高效現代采煤成套技術、緩傾斜薄煤層長壁開采技術等。前者主要就頂板層控制技術進行研究，通過傾斜深孔爆破、定向水力壓裂等技術對其進行處理，可以實現隨采隨冒，有效提供了頂煤開采的回收率。除此之外，還能充分保證其基本煤頂能按一定的距離實現跨落，在很大程度上有效保證了開采過程的安全性。對于頂煤冒性比較差的，則可以采用綜放開采設備成套技術，比如研制成功的新型液壓支架，不僅能夠有效實現其破碎頂煤以及對頂板實施控制的目的，同時還能對頂煤實施安全放置。不管采煤技術機械化發展程度如何，在具體實施過程中，依舊需要結合相關的采煤技術，才能充分發揮其應有的實效。

2.2 深礦井開采技術

隨著開采技術的不斷發展，涉及深部井下地區的開采現象越來越普遍，有些煤礦開采深度甚至達到1000米左右。深礦井技術的應用比之一般采煤技術要求更為嚴格，但由于深礦機開采情況比較復雜，因此在實際開采過程中，并沒有比較統一的技術方法。為保證深礦井施工的安全性、高效性，且考慮到地質結構的差異性，在實施開采時，最應控制好礦井自身產生的壓強以及其對地壓產生的沖擊等。針對降溫、通風等方面，則應通過對通風系統進行科學、合理的改造，在擴大深礦井內部風量的同時，實現內部降溫。為有效避免瓦斯爆炸等危險事故的發生，除了對其增大風量之外，還可以在開采時向煤層注入適當水分，對其內部解放層進行適度采掘，破壞瓦斯原有的基本性質，保證其應力處于安全范圍之內。

雖然針對深礦井的開采技術還存在一定的問題，沒有進行有效規范和統一，但在開采過程中，研究出的地質結構、原理等，卻能夠為我們日后進行深度研究與創新提供了一定的理論基礎和技術支撐，充分保證對深礦井資源的有效開發和利用。

2.3 “三下”采煤技術

“三下”采煤技術主要是對于建筑下方以及鐵路下方采煤技術的統稱。“三下”采煤技術所開采出來的煤炭數量一般占據我國總煤炭開采數量的十五分之一，是數量非常小的一部分。在之前一般多采用充填式，但目前更多的是利用陷落法開采技術。該種技術最大的優點是充分降低了對地表建筑的破壞程度以及企業生產成本，促進企業經濟效益的明顯提高。而條帶開采法的應用則可以有效保量覆巖層自身的重量，在增加煤柱穩定性的同時，提高了采區的安全性。條帶開采法就是將煤層區域劃分成多個條帶，在相鄰條帶之間進行作業。在鐵路下方實施煤炭開采時，最主要的是控制好煤層的厚度、深度，并留設一定的鐵路，使其對煤柱實施有效保護。開采區應盡量選擇在鐵路正下方，保持合理速度

進行。

2.4 優化巷道設計開采技術

對煤礦開采區域地質結構進行勘察，進而對開采巷道實施科學設計，可以為開采者創建良好的作業環境，提高開采速度。實施巷道優化設計，是保證深礦井高產、高效、安全作業的關鍵所在。對此通過對神華集團所屬大柳塔礦相關技術的總結與分析，針對單一煤層進行巷道優化設計，將采礦技術與開采布置有效配置，無需將矸石運輸，大大降低設備的同時，減少了巷道掘進工程量，有效提高了開采效率。

2.5 實例分析

某煤礦開采11號煤層，其厚度為5m。基本頂主要是石灰巖，厚度約為12cm，與上面的4號煤層間距約為80cm。在進行回采時，其工作面正常涌水量為10m3/h，但在推進38m時，基本頂初次來壓出現冒落現象，導致涌水量提至200m3/h，導致之后工作面出現全面被淹、風路中斷、全面停產現象。相關人員進行研究之后，發現為4號煤層積水與11號煤層導水裂隙相連造成的。由于4號煤層封閉時間過長，無法進行有效解決措施，故在11號煤層安裝大功率的長距離鉆機，從而對其實施防水，并安裝一定三通、流量表、壓力表、泄水閘等設備，對4號采煤層實施探訪，有效排放積水30余萬方。這充分說明了在進行開采技術選擇之前，應對上層積水進行安全探訪，也就是說應針對具體情況，在充分了解并掌握開采區所處環境之后，對其實施開采技術的選擇。與此同時，應通過優化巷道設計，為煤炭開采創造良好的施工環境。

3 結語

綜上可知，文章主要就本礦所使用的采煤技術進行分析，并介紹了其它比較常用的采煤技術。通過對案例的實際分析，對相關內容進行了進一步深入了解，在一定程度上為提高煤礦采煤技術和方法的選擇提供了參考依據。

參考文獻

[1] 陳正發.對煤礦井下采礦技術的探析[J].華東科技，2013，29（10），126-127.

[2] 滕海艷.強大的采礦技術[J].建筑機械，2013，25（8），331-335.

[3] 劉玉鋒.井下采礦技術與方法的選擇[J].內蒙古煤炭經濟，2013，26（8），263-265.

[4] 王俊.井下采礦技術與方法的選擇[J].內蒙古煤炭經濟，2013，27（9），59-61.

[5] 崔書平.充填采礦技術的應用分析[J].中國科技博覽，2013，28（26），264-265.

作者簡介：史明章（1967—），男，陜西銅川人，陜煤集團神南產業發展有限公司安全部部長，研究方向：煤炭開采。