煤礦地下開采工藝的現狀分析及發展趨勢

阮玉江 裴文緣

摘要：近年來，我國社會經濟不斷發展，過去傳統的煤礦開采工藝已經無法滿足現代社會的發展趨勢，所以煤礦的開采技術也要進行一定的創新，才能夠對以后在煤礦開采中遇到的困難有效避免，通過新的開采技術，發揮煤礦生產設備的能力，對于我國在煤礦開采的成本以及經濟效益的提高都有很大的作用，本文就煤礦開采工藝的現狀來分析煤礦事業的發展趨勢，為相關的工作者提供一些參考性的意見。

關鍵詞：煤礦;地下開采工藝;現狀分析;發展趨勢

在我國現有的能源資源中，煤礦作為其中最基礎的能源，在生產消費中占有相當重的比例，由于經濟的發展，我國對煤礦資源的開采也越來越重視，所以只有不斷地提高開采的效率，引進新的開采工藝和設備，才能夠迎合我國現代社會的發展趨勢。

1 煤礦地下開采工藝的現狀

1.1 綜采和綜放技術

雖然我國煤炭資源比較豐富，分布范圍廣而且不同地區地質條件以及經濟發展程度也不同，所以在煤礦開采工藝上也不相同。自上世紀七十年代以來，我國煤礦開采事業呈現發展上升趨勢，在煤礦開采工藝中，主要以長臂綜合機械為主要。在之后的幾十年里，這種技術在工藝上發展不斷完善。首先煤礦開采范圍不斷擴大，進一步體現出煤礦開采 “一礦一面”局勢，并形成高效生產以及集約化的生產模式。其次，煤礦地下開采工藝以及使用設備不斷完善，使用范圍逐漸擴大，尤其是針對中厚煤層，厚煤層一次開采和薄煤層自動化開采等技術上都有很大的突破進展，并取得不錯的煤礦開采效果。尤其是在綜采工藝上，已經基本實現自動化生產。上世紀末，我國煤礦開采技術中綜放開采技術不斷完善，有極好的發展趨勢，并因此開采出很多規模大的高產高效的煤礦生產區。本世紀以來，煤炭市場發展趨勢極好，尤其是厚煤層或特厚煤層的開采，通過綜放開采技術在其中的運用，實現煤礦中厚煤層或特厚煤層開采的高產量高效率。

1.2液壓支架技術

近年來，我國長臂綜采煤礦技術已經實現很大的進步，相關的設備已經基本實現國產化，由于煤炭事業的全面發展，同時也帶動了煤機裝置事業的發展，其中液壓支架技術應用于煤礦開采作業中，有極強的可靠性特點。據相關資料介紹，我國液壓支架每年輸出數量在三萬左右，與其他國家相比，我國液壓支架品類多，生產產量大，可以適用于復雜的條件操作，在世界中占有重要的地位。首先我國地下煤礦開采主要組成部分是薄煤層，對薄煤層的開采有兩種形式，其一通過刨煤機與長壁工作面相配套進行開采作業，主要應用于0. 8m

～1. 6m的薄煤層，其二通過滾筒式采煤機設備，與長壁工作面相配套進行開采作業，主要應用于 1. 0m 以上煤層。對于3. 5m ～6m 厚煤層[1]，可以通過一次采全高的開采方式進行煤礦開采作業，這種開采方式主要在于實用性，而且還針對煤層開采條件的適用度，具有穩定，可靠安全高效等優勢。我國煤礦開采事業應用此技術取得了很好的效果，并在之后的開采作業得到廣泛應用。

1.3“三下一上”礦井采煤技術

“三下一上”中三下指的是鐵路下，建筑物下以及水體下;一上指的是承壓水體上。通過這種開采技術進行對煤炭的開采，還要保證不能破壞原有的地貌。在我國一些礦區都采用了這種開采技術，而且很大程度的提高了產量。在建筑物下進行煤礦開采主要是對那些不適合搬遷的工廠等一些建筑物進行開采，不但能夠采出煤炭，還不能破壞原有的地面構造，保護建筑物。在鐵路下進行開采指的是通過鐵路

下干線與支線下所壓的煤層進行開采，在開采時還要保證留下礦柱保護鐵路。水體下進行煤礦開采有兩方面，一種是地面水體下，另一種是地下水體下。利用水體下開采主要是為了確定防水和防砂礦柱的高度，保證安全開采。承壓水體上開采指的是可以開采的煤層以下的承壓水體上的煤層開采。通過計算機以及相關技術中的數據參數等進行分析，最終保證人員開采煤礦的人身安全，以及煤炭的經濟效益和產量的提升。

1.4特殊采煤技術

針對煤礦開采技術，我國在這方面的研究取得很大的成就，尤其是對特殊采煤技術的應用和發展，在世界上取得了不錯的成績。從煤礦覆巖破壞規律層面來說[2]，在應用中取得了一定的突破進步，并且對此出臺相關的計算公式，先從孔隙水系直至大型的湖泊河流的水體下進行煤礦開采作業，均取得不錯的效果，在實際開采作業中，也表現出很明顯的優勢。在地表移動及變形方面也都提出相應的策略，不斷完善相應的計算方式，從而為我國以后的煤礦地下開采提供參考依據。針對特殊采煤技術，提出條帶法開采的基本理論以及計算方式也都得到了大面積應用和推廣，而且這種方式在實際開采中有助于資源的合理應用，有很好的經濟效益，確保開采的地標建筑不會受到影響，合理安全開采煤炭 ，進而在我國煤礦地下開采作業中得到了廣泛應用。

2 煤礦地下開采工藝的改進方式

2.1薄煤層綜采

就目前我國采煤現狀來說，薄煤層開采工作比較困難，因此必須提升薄煤層開采作業的自動化水平，進一步減少工作面內采煤作業人員，與采煤機相比，刨煤機落煤在自動化方面更具優勢。而且隨著現代化的發展，采煤技術也會不斷朝向自動化控制方向發展。根據國內實踐數據研究表明，這種開采技術1.2米以上的薄煤層一個工作面年產量可達100-180萬噸左右。由于受到大功率以及采煤機的適用范圍等限制，對于1.2米以下的薄煤層開采仍然存在著開采難題，這就需要相關的技術人員繼續改進開采技術。

2.2液壓支架

就液壓支架來說，主要發展方向是以長壁綜采為主，根據不同的礦井條件，在未來的發展趨勢中，液壓支架也會呈現出不同的趨勢。對于發展情況較好的煤礦[3]，以大工作阻力為主要的液壓支架，這種支架在使用中有極高的可靠性，具有實用價值。對于條件較復雜的煤礦，應該將重點放在煤礦開采的難度問題上，研發可以適用于其中的支架。對于中小型煤礦，必須盡快進行技術改造，應用緊湊型液壓支架，并且在此基礎上進行不斷的創新和改造。另外還要完善相關的標準體系，更好的促進我國液壓技術的進步。

2.3推進信息工程技術

近年來，我國在機器人研發的技術上有很大進步，這對于煤礦開采工作來說有很大幫助作用，就目前我國的煤礦開采作業來說，大多都是由人工進行作業，很少會通過計算機控制煤礦生產作業，從而達到生產經營的目的。就計算機控制采煤企業未來發展來講，這是一條非常值得研發的道路。例如將機器人放入煤礦地下操作，通過煤礦外計算機端操控機器人進行煤礦開采作業，還可以通過將帶有煤礦數據的芯片植入使用的機械設備中，機械設備通過自動判斷實際環境情況選擇適合的采煤工藝和技術進行煤礦開采作業[4]，加上煤礦外的計算機作為輔助工具，對煤礦內情況實時監控，確保煤礦開采作業的順利進行，從而建立更加全面智能化的煤礦開采工作流程和體系，促進采煤業的發展。

3 總結

綜上所述，要想順應時代的發展，采煤事業應該不斷的更新開采工藝技術以及引進新的設備，才能夠在未來的發展中，提高整個煤礦的開采效率，更加保證煤礦開采的安全性。煤礦資源作為我國比較重要的能源，而且也是不可再生資源，所以對于能源事業來說，只有跟上時代的發展趨勢，才能在整體上提高對能源使用的效率，促進能源事業在未來更好的發展。

參考文獻：

[1]張付全.煤礦地下開采技術現狀與發展趨勢[J].內蒙古煤炭經濟， 2017（7）：53.

[2]趙丹鋒.煤礦開采技術現狀分析及發展方向[J].內蒙古煤炭經濟， 2016（13）：30.

[3]高子林.煤礦地下開采安全技術的應用分析[J].科學技術創新， 2014（5）：76.

[4]張鶴.煤礦高效掘進技術現狀與發展趨勢[J].城市建設理論研究（電子版），2017（10）：69.