煤礦采礦工藝與技術研究

程文勝

(山西煤炭運銷集團野川煤業有限公司，山西 晉城 048408)

據相關調查研究顯示，煤礦采礦作業實施過程中會出現諸多不確定因素，給采礦工藝技術帶來負面影響，致使采礦工藝技術應用不佳，進而影響到采礦作業的順利進行。為了盡可能地避免此種情況的發生，需要相關工作人員能夠對常見的采礦工藝技術予以了解和掌握，結合煤礦采礦作業實際情況合理規劃采礦工藝技術的應用方案，從而保證采礦工藝技術的作用發揮，促使煤礦采礦作業順利進行。

1 煤礦采礦作業的工作特點

煤礦采礦作業屬于地下作業，因其環境較差、危險系數較高，所以需要了解煤礦采礦作業相關特點，以便結合煤礦采礦作業實際情況合理設置安全防護措施，盡可能地保證煤礦采礦作業能夠安全、順利、有序的開展。

1.1 固定性

煤礦采礦作業就是對煤炭資源進行開采，而煤礦資源是一種自然資源，是大自然不斷變化和發展過程中形成的一種自然資源，其存儲位置比較固定，因煤礦采礦作業需要在煤層豐厚的區域展開，如此，煤礦采礦作業具有固定性的特點。

1.2 工作人員流動性強

相對來說，煤礦采礦作業難度不大，對工作人員的專業要求較低，加之一些單位為了能夠節省人工費，往往會選用臨時工作人員來進行煤礦采礦作業。又因在地下環境進行煤礦采礦作業危險性大，且長期作業之中容易給工作人員的身心健康帶來一定的負面影響，所以，甚少有員工持續參與煤礦采礦作業。也正因如此，煤礦采礦作業才具有工作人員流動性大的特點[1]。

1.3 作業地點具有不穩定性

因煤礦資源是不可再生的，所以在煤礦單位連年開采的情況下煤炭資源儲量持續下降。這就在一定程度上增加了煤礦采礦作業難度，需要進行深層次的開采作業，而這也造成了煤礦開采作業地點的不穩定性。

2 常用采礦工藝與技術

對近些年我國煤礦采礦作業加以了解和分析，確定了以下常用的采礦工藝與技術。

2.1 空場采礦工藝技術

相對來說，空場采礦工藝技術的應用是非常常見的。當然，為了使該項工藝技術能夠充分發揮作用，滿足煤礦采礦作業需求，在具體應用的過程中根據不同情況而合理運用，比如，礦塊劃分過程中，主要選擇礦柱結構，采用逐一回采的方式來進行作業；在礦房采礦，同樣是對礦柱予以開采，但具體選用何種方式則需要考慮礦房實際情況，如若采用及時回采的方式，那么需要對采空區予以處理，之后利用適合的填充材料來對礦房予以填充[2]。

2.2 崩落采礦工藝技術

崩落采礦工藝技術有效應用于煤礦采礦作業之中，主要是對巖石部位予以崩落處理，以方便后續采礦作業能夠順利進行。為了避免該項工藝技術的應用造成不良后果，需要相關工作人員詳細了解科學的采礦計劃，合理設置崩落位置并且控制崩落力度等方面，以此來保證崩落采礦工藝技術的應用符合預期要求。另外，最好用崩落的巖石來填充采空區，避免采空區坍塌等不良現象的發生。

2.3 充填采礦工藝技術

煤礦采礦作業中充填采礦工藝技術的有效應用是以推進回采工作面為主，利用適當的填充材料來對采礦作業產生的采空區予以維護，以此來保證采礦作業能夠持續、順暢、穩定進行。可以說，充填采礦工藝技術的應用能夠對圍巖和崩落的巖石予以有效的控制，營造安全的采礦環境，為順利、安全、穩定的展開煤礦采礦作業創造條件[3]。

2.4 溶浸采礦工藝技術

盡管溶浸采礦工藝技術的應用也非常普遍，但因其屬于化學采礦技術，在具體應用該項技術展開煤礦采礦作業時需要考慮礦產的物理和化學特性。選用適合的溶浸液注入到礦層之中，經過化學反應之后達到預期目標，從而良好展開采礦作業。在此需要特別說明的是，要想有效地運用溶浸采礦工藝技術，需要配備專業、經驗豐富、業務能力強的工作人員，如此方能合理地運用溶浸采礦工藝技術。

3 采礦工藝與技術的有效應用

3.1 工程概述

通過前期實地勘測，確定某煤礦工程含有優質煤礦資源，10層～20層為可開采層，平均厚度約2.0 m；25層～50層為含煤層，但地質構造比較復雜，混合了大量的泥巖、細砂巖、泥質粉砂巖等。在此基礎上對周邊環境予以了解，確定附近有村莊等建筑物，且底板巖層內含奧灰水，存在突水危險。為了盡可能地降低煤礦開采的危險性，計劃設計工作面長35 m左右，合理規劃和運用采礦工藝技術，盡可能實現安全高效綜采。

3.2 工作面井上、井下開采條件

3.2.1 煤層頂底板條件

因工作面設置在16號煤層之間，屬于穩定煤層，煤層傾角在0°～20°。煤層頂板為灰巖石，平均厚度為5.8 m，灰巖石抗壓強度在80.1 MPa左右，最大抗壓強度為98 MPa，屬于堅硬頂板。

3.2.2 底板奧灰水

因16號煤層底板巖層含有奧灰水，水壓較大，加之地質條件比較復雜，如若不能合理地規劃設計煤礦采礦作業，很可能造成嚴重的負面影響。所以，需要特別注意這一方面的防范。

3.3 主要綜采設備配套

結合煤礦采礦作業實際情況及工作面地質條件，計劃采用長壁后退式開采技術、帶條法開采技術、充填法開采技術等工藝技術，這就意味著本次煤礦開采作業需要采煤機、液壓支架、刮板輸送機等設備?？紤]到采煤機對煤礦采煤影響較大，需要進一步分析和說明其技術參數，如表1所示。

表1 交流電牽引采煤機技術參數表

3.4 采礦工藝與技術的有效應用

考慮到本次煤礦采礦作業可能面臨諸多危險，且單一工作面處理技術的運用難以保證煤礦采礦順利進行。所以，最好運用多種采礦工藝技術來展開安全化、高效化的煤礦采礦作業。

3.4.1 井下煤層開采作業

根據相關規范要求及煤礦工程實際情況，井下煤層開采作業應采用的工藝技術有：

1) 長壁后退式開采技術。利用此項技術來展開井下煤層開采作業，能夠將開采位置設置在下面修筑臺階形狀的工作面，并且沿著開采方向一直延伸工作面，如此能夠在一定程度上避免坍塌事故的發生。當然，開采作業進行過程中可能遇到瓦斯含量極高的礦區，此時應當注意采用相近的多工作面協調后退式開采技術，以此來規避瓦斯難題[4]。

2) 帶條法開采技術。因通過對煤礦工程的了解，確定井下采礦作業會在覆巖危險區域進行。此時，應注意運用帶條法開采技術，也就是在覆巖層設置一個條帶的煤柱作為支撐，實現協同開采，這不僅能夠增強采礦作業的安全性，還能提高瓦斯含量較高區域的掘進率。其實，帶條法開采技術的應用之所以適應于覆巖危險區域的采礦作業，主要是該項技術的實施能夠控制地表沉陷，并且能對開采區部分壓煤予以回收利用，所以，相關工作人員應重視該項技術的運用。

3) 充填法開采技術。在煤礦工程開采作業中利用充填法開采技術，主要是應對一些容易發生地表沉降區域的采礦需求。具體的做法是：詳細了解井下采礦作業的實際情況及相關勘測數據，從安全生產的角度出發合理規劃被采空區域的充填計劃，進而順利地展開施工作業，以此來降低煤礦地表沉降系數，安全、穩定、順利地進行采礦作業[5]。填充法開采工藝示意圖見第138頁圖1。

圖1 填充法開采工藝示意圖

3.4.2 工作面保水開采技術

在井下采礦作業中經常會碰到礦井涌水的情況，此時就需要有效地運用工作面保水開采技術，做好水源排泄和補給，保證井下采礦作業能夠順利進行。

1) 綜合機械開采技術。該項工藝技術又稱為長壁綜合機械開采技術，其有效運用主要是通過在開采層下沉位置設置隔水層來實現保水目的。當然，為了保證該項技術的作用能夠充分發揮出來，在具體實施中需要詳細了解開采區域的實際情況，合理運用高液壓支架來設置隔離層。

2) 限高開采技術。參考相關資料，確定保水開采的上坊區域，土層厚度一般不足以維持隔水層的穩定性，并且存在彎曲下沉的危險。所以，最好將限高開采技術也應用于工作面保水開采作業之中，通過在保水開采的上坊區域合理設置隔水層，以實現開采區域的有效保水[6]。

3) 間歇式開采技術。間歇式開采技術的有效應用同樣能夠支持工作面保水開采作業，提高開采效率。當然，為了保證該項工藝技術的作用充分發揮出來，需要工作人員參考《礦井水文地質規程》，并結合開采區域實際情況及相關資料，明確煤層累計開采厚度、開采層數、裂隙帶最大高度等，進而計算有效控制導水裂隙帶的高度，從而合理規劃間歇式開采方案，為良好展開煤礦開采創造條件。

4 采礦工藝與技術應用需要注意的事項及發展趨勢

4.1 采礦工藝技術注意事項

總結煤礦采礦作業中常見采礦工藝技術應用經驗，確定利用充填采礦工藝技術需要特別注意回采工作的方向、煤礦礦塊的結構等，以便選擇更為科學、合理的充填方式，合理地充填被采區域，保證整個井下采礦環境的安全性；利用溶浸采礦工藝技術需要特別注意的是一定要了解采礦區域實際情況，慎重分析和考慮溶浸的地點、浸出的方式的選擇，進而制定可行性的溶浸采礦工藝方案，以便將該項技術的作用最大限度地發揮出來?？請霾傻V工藝技術應用則需要將周圍巖石的固定作為重點環節，從而保證采空區的穩固性，采礦作業不會因采空區坍塌而受到影響[7]。

4.2 采礦工藝技術的發展趨勢

煤礦采礦作業過程中無論采用哪種采礦工藝技術，最終的目的都是為了安全、順利、高效地開采煤礦資源。但伴隨著我國經濟、科技的不斷發展，對煤礦開采行業也提出了一些新的要求。此種情況下，為了保證采礦工藝技術依舊能夠在煤礦采礦作業中充分發揮作用，應積極研究新型的采礦工藝技術，尤其是綠色采礦工藝技術，使采礦工藝技術具有綠色化、高效化、合理化的特點，煤礦采礦作業符合低碳環保、綠色生態理念，創造較高的經濟效益和社會效益。

5 結語

經過一系列分析，本文確定了現階段煤礦采礦作業之中應用的采礦工藝技術有多種，如，空場采礦工藝技術、崩落采礦工藝技術、充填采礦工藝技術、溶浸采礦工藝技術等。當然，要想使采礦工藝技術充分發揮作用，還需要根據煤礦采礦作業的實際情況及需求，選擇適合的一種或者多種工藝技術來展開開采作業，并且在具體應用工藝技術時應充分考慮需要注意的事項，合理規劃與實施，如此方能保證煤礦采礦作業安全、穩定、順暢、高效的進行。