煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析

耿國春

開灤(集團)有限公司林南倉礦業(yè)分公司

煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析

耿國春

開灤(集團)有限公司林南倉礦業(yè)分公司

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，充填采礦技術(shù)不斷地被廣泛應(yīng)用，與此同時，相關(guān)針對性的研究正在進行，這方面的應(yīng)用還有更高的提升空間。雖然目前我國充填采礦技術(shù)的應(yīng)用還存在著一些問題，但我們可以針對這些問題不斷地進行研究，并不斷地完善，研發(fā)出新型的工藝技術(shù)和充填材料，從而提高充填技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟效益。對常見采礦工藝技術(shù)在采礦作業(yè)中的應(yīng)用及應(yīng)用過程中需注意的問題進行分析，以期為采礦企業(yè)效益的提升、作業(yè)人員的安全提供保障。

煤礦工程；采礦工藝；技術(shù)分析

隨著社會的快速發(fā)展，我國的采礦工藝技術(shù)逐漸趨于成熟，各種先進的采礦技術(shù)手段也被廣泛應(yīng)用于煤礦采礦作業(yè)之中。采礦工藝技術(shù)在煤礦開采業(yè)中占據(jù)十分關(guān)鍵的位置，直接影響著企業(yè)的整體利益，甚至威脅著工作人員的人身安全。因此，煤礦開采企業(yè)應(yīng)重視采礦工藝的應(yīng)用，采取機械化、填充法等 采礦工藝，不斷提升采礦作業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 煤礦采礦作業(yè)的特點

采礦作業(yè)具有一定的危險性，為了有效避免事故的發(fā)生，工作人員必須充分了解采礦作業(yè)的主要特點：①礦產(chǎn)資源的固定性，采礦作業(yè)的工作對象為礦產(chǎn)資源，它們是自然界存在的固定礦體，且具備一定的不可再生性，因此，礦址是無法隨意選擇的；②采礦人員的流動性，我國分布著很多中小型礦產(chǎn)企業(yè)，但這些企業(yè)的規(guī)模較小，生產(chǎn)力較低，加之工作環(huán)境惡劣、工人報酬低等因素，采礦工作中難免存在人員流動問題；③礦資的不可再生性，隨著礦產(chǎn)資源的快速開發(fā)，礦資逐漸呈現(xiàn)枯竭趨勢，為了保證礦資的原量供應(yīng)，就需要進行深層開發(fā)，這不但增加了開采難度還降低了生產(chǎn)效率，甚至造成貧礦的出現(xiàn)；④礦產(chǎn)資源質(zhì)量不穩(wěn)定性，作為一項收益高、風險高的項目，礦產(chǎn)開發(fā)需要投入大量資金，加之其開采周期較長、開采條件復(fù)雜等因素，標準化開采簡直遙不可及，極易影響礦資質(zhì)量；⑤開采難度較大，采礦作業(yè)具有很大風險且多數(shù)在井下進行，實現(xiàn)自動化與機械化具備很大難度。

2 不穩(wěn)定煤層開采技術(shù)難題

不穩(wěn)定煤層因為其厚度變化大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的原因，對礦山生產(chǎn)造成的重要影響包括以下幾點：

(1)影響采區(qū)巷道布置。已經(jīng)完成的開采設(shè)計，巷道布置計劃等，因遇到厚度變化大的不穩(wěn)定煤層而不得不做出改變。一開始設(shè)計為針對厚煤層的分層開采，煤層突然變薄則必須改為單一開采，而正在進行的薄煤層單一開采突遇煤層變厚，又必須轉(zhuǎn)為分層開采。不管哪種情況都需要將已定的正在進行的巷道布置計劃做出調(diào)整。

(2)影響計劃產(chǎn)量。根據(jù)薄煤層制定的單一煤層開采計劃遇到煤層變厚的情況，要改變原有的巷道布置，造成回采工作的延誤，影響到礦區(qū)的生產(chǎn)計劃及接續(xù)。而根據(jù)厚煤層制定的分層開采計劃遇到煤層變薄情況，雖不會延誤生產(chǎn)工作，但是造成了資源和工時的浪費，間接影響了產(chǎn)量。

3 采礦作業(yè)中的采礦工藝與技術(shù)管理

3.1 采用的開采方式包括以下三種

1)分層下行開采。這種方式在不穩(wěn)定煤層的開采中最為常見。對于煤層較厚的情況實行分層開采，沿走向設(shè)置長壁工作面，然后從上至下進行開采。不過又因為其厚度變動大，分層的方式不能再改變，所以工作面的生產(chǎn)效率以及回采率仍會受到影響，而且也不符合綜合機械化開采的條件，更加限制了生產(chǎn)效率。

2)恒底分層開采。這種方式是把回采工作面一直跟著底板的變化設(shè)置，首先將沿著底板的最下面的分層回采完畢，等頂?shù)装逋耆迓洳⒎€(wěn)定后沿著底板設(shè)置接下來的分層，同樣根據(jù)上述步驟完成其他分層的回采。不過這種開采方式的要求是之前分層的煤層充分跨落后可以形成安全穩(wěn)定的再生頂，條件不好的煤層不能適應(yīng)，且上層垮落后到下層開采前需要一段穩(wěn)定時間，影響生產(chǎn)進度。

(3)一次全厚開采。一次全厚開采法，可以比較好地處理緩傾斜不穩(wěn)定煤層的開采情況。這種方法要求沿煤層底板設(shè)置工作面，沿走向長壁式回采底部煤層后再放頂煤，一次性將該層煤采完，巷道布置相對容易，工藝簡單，節(jié)省時間，安全高效。工作面始終沿底板向前開采，不穩(wěn)定煤層的厚度變化對其影響不大，且頂煤和底煤不會丟失，將煤的損失量降到最低。因此，這種方法可以作為處理緩傾斜不穩(wěn)定煤層的最優(yōu)方案。

3.2 一次采全高和放頂煤的適用條件

一次采全高綜采工藝適用條件：①適用于煤層賦存穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層厚度小于7m(目前國內(nèi)最大一次采全高為7.0m)的礦井；②適用于煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，可以適應(yīng)大采高支架重量和支護強度，同時頂板有一定的強度，能保證支架支撐狀態(tài)良好，不易發(fā)生冒頂事故的礦井；③適用于煤層有一定的強度，裂隙不發(fā)育，回采過程中煤壁片幫較小，煤體保持相對完整，能保證梁端距在可控范圍內(nèi)的礦井。

放頂煤回采工藝適用條件：①適用于煤層普氏系數(shù)不大的礦井，以普氏系數(shù)1～2的頂煤放出效果最好；②適用于開采深度較深的礦井，開采深度越深頂煤冒放性越好；③適用于煤層直接頂屬中硬，以粉砂巖，中粗砂巖的礦井；④適用于煤層厚度較厚的礦井，一般在4m以上，合理的煤層厚度以采放高度比為1：1～1：2最適宜，但不得大于1：3；⑤適用于煤層節(jié)理裂隙發(fā)育程度在0.3～0.4m的礦井。總體來講，裂隙發(fā)育程度高利于頂煤的再次破碎與冒落成均質(zhì)松散體，此時頂煤放出具有明顯的規(guī)律性，且回采率高。

綜述，經(jīng)濟社會的深入發(fā)展，我國煤礦方面的開采技術(shù)也日益更新，空場開采、填充開采、崩落開采等先進方法不但確保了工作人員的安全，還順應(yīng)了國家綠色低碳的環(huán)保口號，是我國的煤礦開采行業(yè)進入了一個嶄新的發(fā)展階段。因此，新時期的煤礦產(chǎn)業(yè)應(yīng)該不斷更新工藝技術(shù)，確保采礦的工作效率，以保證企業(yè)的長久、穩(wěn)定發(fā)展。

[1] 胡以文. 淺談采礦工藝技術(shù)在采礦作業(yè)中的應(yīng)用[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，05：157.

[2] 高泳杰. 煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析[J]. 科技展望，2016，09：47-48.

[3] 曹學(xué)軍. 煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析[J]. 山東煤炭科技，2016，11：11-12.