淺談煤礦采掘中的采礦工藝及采礦方法

陳冠希

摘 要：在當前的國民經濟建設過程中，各行各業對能源物質的需求量逐漸增大，煤炭是重要的能源物質，是僅次于石油的主要供能產品，當代的煤礦企業，對煤礦開采的效率，開采機械設備的利用率要求越來越高，為了提升自身的優勢與競爭力，采礦工藝與采礦方法不斷創新與優化，各種新技術新設備不斷推陳出新，為降低投入，提升煤礦開采質量提供了有利的保障。本文針對煤炭開采過程中的工藝方法進行研究，重點介紹采礦方法的應用與發展。

關鍵詞：煤礦挖掘；井下煤礦；露天煤礦；工藝方法

引言

我國是煤炭開采大國，也是煤炭進口與消費大國，如何提高煤礦開采效率，保證開采質量，提升能源物質的利用，是當前煤炭企業的重要議題。煤礦企業為了提升效益，提高勞動生產率，在改進開采設備，提升開采機械自動化程度的基礎上，通過采礦工藝與方法上的不斷優化與創新，提升采礦質量，降低采礦過程中事故發生的概率，最大化的利用資源，實現提高采礦的綜合效率。本文著重介紹采礦工藝流程、方法，并對采礦工藝的發展進行詳細探究。

1 煤礦的開發與采礦過程介紹

1.1煤礦的開發過程簡介

煤炭的開發與生產通常分為兩大過程：礦場的開發過程與礦石的開采過程，即首先是對礦山的開發，如地下礦井需要深度挖掘采礦通道，直通到礦石位置，然后構建開采體系，進行下一步的礦石開采。煤礦的開采與生產過程是指在礦山的開發過程完成后，建立采礦體系，設備安裝，進行采礦直到礦石運輸以及交付的過程。

1.2礦石的開采流程介紹

采礦的生產過程包括以下幾個方面：一、礦石的分離，切割。二、礦石的回采，礦石的回采分為落礦與出礦兩大部分，將礦石以標準的尺寸從礦床上分離的進程稱為落礦。落礦通常的方法是使用炸藥進行爆破或使用機械化設備進行開鑿。出礦，是指將標準大小的碎礦石從礦道內運出的過程，通常使用機械化設備進行搬運。三、礦石的運輸，是指礦石在經過回采以后，將礦石運輸到倉庫或交付到礦石加工廠的過程。四、井道的管理。五、運輸過程中混礦，是指在運輸期間使礦石均勻混合的過程。六、井道內廢石清理，是指對礦道內產生的廢石進行清理與排廢。

2 煤礦開采的主要方法

采礦的工藝方法根據礦床的地質條件、礦床內礦石的性質、使用的設備、施工技術等因素的不同采用的方法也不同，工藝流程、使用的機械化設備、運輸方法、井道的排布都需要根據礦山的實際情況而定，沒有哪個礦床的條件是相同的，相應的采礦工藝與方法就會發生變化，選擇最優的方案提升經濟效益，降低能源的消耗，是制定采礦工藝與方法的總體原則：

2.1地下井工的采煤方法介紹

煤礦根據礦石的存在形式可以分為“井工”與“露天”兩種形式，采煤方法也主要根據這兩種不同的煤礦形式進行劃分。地下井工采煤的方法與應用分為壁式采煤與柱式采煤兩種：

壁式工藝采煤，由于礦層厚度上的差別，較薄或厚度適中的礦層通常使用長壁式一次采煤法，如果礦層的厚度較厚，實際采煤過程中會將煤層進行分層，變為較薄的煤層再進行長壁開采。壁式采掘根據其設備的開采軌跡分為長壁與傾斜角度兩種，長臂開采其運動軌跡是直線的，而傾斜角度開采其運動軌跡與法線方向會傾斜一定角度，根據礦石的地質條件選擇不同的壁式開采方式以提高開采效率。壁式井工煤礦開采方式其工藝方法主要有爆炸工藝、通用機械化采煤工藝、自動機械化采煤工藝。爆炸工藝是通過在長壁的煤礦開采表面，使用炸藥爆破的方式與方法進行煤礦的開采過程。機械化與自動機械化采煤工藝是根據使用設備的自動化程度來劃分，整個采煤過程全部實現自動化的方式稱為自動化機械采煤。現代的采煤設備已經向著高度集成自動化的方向發展，為采煤效率的提升提供了必要條件[1]。

柱式工藝采煤，柱式采煤可以理解為將煤礦分為若干小的礦房，這些礦房之間由通道相連，在礦房開采后只剩下一個個的支撐柱子，根據這些柱子的形狀將此種采煤方式稱為柱式采煤。礦房在開采以后剩下的柱子最后進行開采。柱式采煤法也分為多種形式如典型的煤房式，煤房與煤房之前通過煤柱間隔的煤柱式，以及巷柱式等等。

2.2地上露天礦場采煤方法介紹

地上露天式煤礦的采掘方法主要按礦床的平緩程度而采取不同的采礦方法，其開采工藝分為間隔式、循環式、半連續式三種工藝。礦床的傾斜角度小于十二度平緩礦床的開采，根據礦場巖石的地質條件不同選擇不同的開采工藝，循環式效率最高，適合于地質情況較為松軟的礦層，而間隔式不受礦層質地限制，但效率相對較低。半連續式則介于兩者之間，效率適中[2]。

對于煤礦礦床的傾斜角度大于十二度的傾斜礦床，采礦的方法主要有階梯法、分區域分時法等。階梯法是使用機器挖掘臺階，將采掘平臺設在臺階上的方法。分區分時法是指對陡度大或區域大的礦層分區域的不同時間加以開采，分區域分時間開采主要目的是先將礦層厚，品質好的區域率先開采。

地上露天礦場的開采過程主要是現場爆破、采掘礦石、裝運、排土。在開采過程中要確保施工的安全，防止事故的產生。

3 煤炭開采工藝展望

我國現代煤礦的開采工藝發展十分迅速，但綜合技術相比發達國家還有差距，未來的開采技術主要向機械自動化開采方向發展，注重自主技術的研發與創新，提高設備的安全與施工過程中的安全，提升開采質量以及開采效率。智能化是未來開采技術發展的方向，由于煤礦開采過程中經常會發生事故給工人及煤礦企業帶來安全及財產隱患，因此人工智能是未來主要趨勢。節能、環保、減排及提高效率也是煤礦開采重點發展的方向，當前煤礦開采過程中對環境的破壞以及對周圍環境的影響非常大，隨著技術的進步，未來的煤礦開采會降低對環境的破壞，保護人類的生存環境。

4 結束語

綜上，煤炭是我國經濟建設的重要能源物質，我國當前的煤礦開采技術發展非常迅速，露天、井下開采的機械化程度很高，隨著科技的進步，未來會向著智能、機械自動化、節能環保方向發展，提升開采的綜合效率，節約能源，提高開采質量與經濟效益。

參考文獻

[1] 任建華.試論煤礦采掘中的采礦工藝及采礦方法[J].中國高新技術企業，2017（4）：150-151.

[2] 侯存虎，杭忠國，孫慶波.探究礦井采掘生產中的采礦工藝與方法[J].科學家，2017，5（4）：37-37.