煤礦開(kāi)采方法與技術(shù)應(yīng)用

摘要：作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，煤礦產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的作用，世界各國(guó)學(xué)者目前一直討論的一個(gè)問(wèn)題就是煤礦開(kāi)采技術(shù)。世界能源形式在二十一世紀(jì)的今天變得越來(lái)越緊張，面對(duì)這種情況，就必須要針對(duì)煤礦的開(kāi)采方法和技術(shù)進(jìn)行深入的研究。有鑒于此，本文針對(duì)煤礦開(kāi)采方法與技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討，供大家參考。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采技術(shù);新工藝;煤炭地下開(kāi)采

現(xiàn)在世界能源形勢(shì)變得越來(lái)越緊張，人們?cè)絹?lái)越重視石油、煤炭以及天然氣等傳統(tǒng)能源，現(xiàn)在全世界共同研究的焦點(diǎn)就是如何針對(duì)自然資源進(jìn)行節(jié)約和保護(hù)，面對(duì)這種形勢(shì)，世界各國(guó)都在對(duì)新能源進(jìn)行努力的開(kāi)發(fā)。盡管如此，在當(dāng)前甚至未來(lái)幾十年中煤炭仍然屬于必不可少的資源，現(xiàn)在最迫切需要解決的問(wèn)題就是如何提升各種資源的利用率。科學(xué)合理地開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)煤炭資源而言具有十分重要的作用，因此有必要針對(duì)煤礦的開(kāi)采方法和技術(shù)進(jìn)行分析和探討。

1.我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)方法概述

1.1短壁開(kāi)采施工工藝

煤礦開(kāi)采具有規(guī)模大的特點(diǎn)，因此現(xiàn)在長(zhǎng)壁開(kāi)采的煤炭資源變得越來(lái)越少，與此同時(shí)，由于處于煤田的邊緣地帶，因此在我國(guó)的煤礦生產(chǎn)當(dāng)中短壁開(kāi)采技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用。針對(duì)在煤巷快速掘進(jìn)以及半煤巖巷道掘進(jìn)的橫軸與縱軸切割方式互換掘進(jìn)機(jī)短壁開(kāi)采的掘進(jìn)機(jī)短壁工作面通風(fēng)安全系統(tǒng)、連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)以及短壁開(kāi)采離機(jī)遙控操作系統(tǒng)，就能夠使快速掘進(jìn)以及短壁開(kāi)采的要求得到充分的滿足^[1]。

1.2煤礦集約化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)在煤礦開(kāi)采技術(shù)變得越來(lái)越高，而且在煤礦生產(chǎn)當(dāng)中普遍的運(yùn)用到了煤礦的自動(dòng)化生產(chǎn)和集約化生產(chǎn)方式，一井一面的集約化生產(chǎn)模式在環(huán)境條件合理的礦區(qū)得到了廣泛的實(shí)施。而多井生產(chǎn)的模式在環(huán)境條件不合理的礦區(qū)也能夠得到有效的實(shí)施，這樣就可以將大量的生產(chǎn)流程和地面設(shè)施節(jié)約下來(lái)，最終能夠有效地控制煤礦的施工管理成本。

2.致力于我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)不斷提升的重要意義

面對(duì)地方煤礦發(fā)展以及全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)成為了我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)改革的主要發(fā)展方向，所以必須要不斷的突破煤炭開(kāi)采技術(shù)的前沿，針對(duì)煤炭發(fā)展戰(zhàn)略在我國(guó)所必須的技術(shù)儲(chǔ)備進(jìn)行大力開(kāi)發(fā)，緊緊跟上產(chǎn)業(yè)科技的發(fā)展步伐，對(duì)煤礦的技術(shù)開(kāi)發(fā)進(jìn)行重點(diǎn)的長(zhǎng)期研究，從而能夠有效地實(shí)現(xiàn)技術(shù)制高點(diǎn)，這樣才可以在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)生存和發(fā)展，所以，在我國(guó)煤礦的發(fā)展中廣泛地應(yīng)用煤礦開(kāi)采新技術(shù)具有十分重要的作用^[2]。

從采煤方法種類的角度來(lái)講，因我國(guó)煤層賦存條件千差萬(wàn)別，決定了我國(guó)采煤方法必然是多種多樣的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前的采煤方法有50多種，是世界上采煤方法最多的國(guó)家之一^[3]。

相對(duì)于世界上先進(jìn)的國(guó)家的采煤設(shè)備而言，我國(guó)的煤礦采煤設(shè)備仍然存在著較大的差距。同時(shí)，我國(guó)的煤礦生產(chǎn)還存在的相對(duì)較低的設(shè)備耐久性和工作可靠性、較小的生產(chǎn)能力、較低的設(shè)備生產(chǎn)工藝等，同時(shí)自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)監(jiān)控的功能也不全面。

在巷道掘進(jìn)上，我國(guó)的掘進(jìn)設(shè)備功能單一、種類較少。煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)基本上已經(jīng)成熟，同時(shí)還在沖擊礦壓巷道、復(fù)合破碎頂板以及全煤巷道當(dāng)中到了廣泛的應(yīng)用，而且支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益也比較突出。現(xiàn)在重點(diǎn)煤礦煤巷錨桿支護(hù)率在我國(guó)已經(jīng)達(dá)到了75%左右。采掘巷道的支護(hù)在我國(guó)主要是采用U形鋼拱形支護(hù)、梯形棚支護(hù)逐漸的向錨桿支護(hù)技術(shù)過(guò)度。然而錨桿支護(hù)主要施工工藝就是通過(guò)對(duì)錨桿及其配套結(jié)構(gòu)，因此嚴(yán)重的影響到了掘進(jìn)速度的提高。

相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)而言，我國(guó)的煤礦采煤技術(shù)仍然比較落后。因此，要想保持我國(guó)的煤炭產(chǎn)量，必須要積極地改善煤礦地下開(kāi)采設(shè)備的落后現(xiàn)狀，堅(jiān)持走自主創(chuàng)新研發(fā)的路線，從而有效地推動(dòng)我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)的不斷提升。

3.煤礦開(kāi)采在我國(guó)的主要方法

我國(guó)的很多地區(qū)都具有較大的煤層賦存變化、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造以及較小的生產(chǎn)能力，因此極大地增加了煤礦開(kāi)采的技術(shù)上的難度。面對(duì)當(dāng)前的煤礦開(kāi)采發(fā)展形勢(shì)，就必須要針對(duì)煤礦開(kāi)采新技術(shù)進(jìn)行大力的開(kāi)發(fā)和研究，并且致力于我國(guó)煤礦采礦效率的不斷提升。在采礦技術(shù)的不斷發(fā)展過(guò)程中，針對(duì)煤礦的開(kāi)采工藝和方法進(jìn)行不斷的改進(jìn)，使煤礦頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)能力得以提升，能夠有效的防止發(fā)生頂?shù)装迨鹿?sup>[4]。其主要的方法為：

3.1偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法

通過(guò)掩護(hù)支架的作用隔開(kāi)采空區(qū)以及工作空間，從而使頂板管理工作得以簡(jiǎn)化，并且將良好的安全生產(chǎn)條件創(chuàng)造出來(lái)，從而使勞動(dòng)力得以解放，這就是所謂的偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法。這種采煤法具有以下的幾種特點(diǎn)：較低的掘進(jìn)率、簡(jiǎn)單的生產(chǎn)系統(tǒng)、較長(zhǎng)的工作面、變緩的工作面傾角。通常在煤層厚度變化不大、埋藏穩(wěn)定以及2m至6m開(kāi)采厚度的煤層比較適合采用這種方法。采煤技術(shù)條件、沿傾斜變化情況以及煤層傾角大小決定了其工作面區(qū)段高度。

3.2滑移支架放頂煤開(kāi)采

滑移支架放頂煤開(kāi)采法當(dāng)中由支柱以及頂梁共同組成了滑移頂梁，通過(guò)導(dǎo)向槽或前梁彈簧鋼與頂梁連接前梁和后梁，采用3個(gè)左右的液壓?jiǎn)误w柱作為支架的支柱。同時(shí)，可以將探梁或挑梁安裝在前梁前端，可以將尾梁安裝在后梁尾端。滑移頂梁支架具有適應(yīng)環(huán)境廣、低成本、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、方便靈活以及安全可靠的特點(diǎn)，因此在中小煤礦開(kāi)采中得到了廣泛的應(yīng)用。滑移支架放頂煤開(kāi)采法的缺點(diǎn)是較差的穩(wěn)定性、工作面工作阻力和支架初撐力偏低^[5]。

3.3刨煤機(jī)采煤方法

在特薄煤層開(kāi)采當(dāng)中刨煤機(jī)應(yīng)用的比較多，其能夠達(dá)到0.6m的最小開(kāi)采厚度，并且穩(wěn)定性很高，因此在操作維修的時(shí)候非常方便。在上部和下部刨鏈當(dāng)中上部導(dǎo)軌可以很快的進(jìn)入進(jìn)去，將優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鑰制成主要是為了將底部導(dǎo)軌加固。為了能夠有效的避免出現(xiàn)部件的磨損、粉塵生成以及減產(chǎn)情況，可以采用安裝刨煤機(jī)水平控制系統(tǒng)的方法，從而能夠與各種起伏的煤層變化相適應(yīng)。刨煤機(jī)開(kāi)采技術(shù)在煤礦生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用可以極大的提升煤礦生產(chǎn)效率。

4.新的煤礦開(kāi)采技術(shù)

4.1煤炭地下氣化技術(shù)

作為一種特殊的采煤方法，該技術(shù)主要是有控制的燃燒處于地下的煤炭，利用對(duì)煤炭的熱化學(xué)作用從而將可燃?xì)怏w產(chǎn)生出來(lái)。

4.2煤礦“三下”開(kāi)采技術(shù)

該技術(shù)主要是針對(duì)地表沉陷規(guī)律開(kāi)采上覆巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行深入的研究，從而使相似材料模擬以及數(shù)值模擬計(jì)算等得以提升，最終使地下水資源、地表以及建筑物保護(hù)需要得到充分滿足的這樣一種優(yōu)化參數(shù)和開(kāi)采系統(tǒng)。

4.3深礦井開(kāi)采技術(shù)

該技術(shù)主要包括深井通風(fēng)、瓦斯及熱害治理、井巷布置、沖擊地壓防治、煤層開(kāi)采的礦壓控制等，同時(shí)還需要加強(qiáng)對(duì)以下幾個(gè)方面的研究：熱害治理技術(shù)與裝備;深礦井巷道快速支護(hù)與掘進(jìn)裝備和技術(shù);深井沖擊地壓監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)和防治技術(shù)、作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境的變化、深礦井圍巖應(yīng)力場(chǎng)和狀態(tài)以及相應(yīng)的分布狀態(tài)等;高產(chǎn)高效的深礦井開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù)等。

5.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的很多礦區(qū)具有惡劣的環(huán)境以及復(fù)雜的地形，同時(shí)一些中小型煤礦企業(yè)具有較低的資源回收率、較差的安全條件和的裝備以及落后的開(kāi)采工藝等，因此一些煤礦生產(chǎn)企業(yè)由于生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的落后在我國(guó)被淘汰掉了，出現(xiàn)了大量的小型煤礦關(guān)閉的情況。要想打破這一局面，就必須要針對(duì)煤礦開(kāi)采方法和技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，現(xiàn)在煤礦的發(fā)展方向就是礦井的自動(dòng)化、系統(tǒng)化、集中化以及大型化，針對(duì)采煤方法和工藝進(jìn)行改進(jìn)是煤炭開(kāi)采技術(shù)的主要發(fā)展思路，所以必須要堅(jiān)持創(chuàng)新，最終促進(jìn)我國(guó)煤炭開(kāi)采事業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[4]王禮軍，邱全禮，萬(wàn)建輝.煤礦開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析[J].民營(yíng)科技.2013（01）.

[5]周遠(yuǎn)生.試論煤礦開(kāi)采方法與技術(shù)應(yīng)用[J].價(jià)值工程.2012（23）.