煤礦采掘中的采礦工藝與方法分析

于瑯

摘 要：目前，煤炭仍然是社會的主要基礎(chǔ)能源，占到國內(nèi)消耗的一次能源70%以上，在能源消費結(jié)構(gòu)中占據(jù)絕對優(yōu)勢，盡管受到國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，但是其主體能源地位在短期內(nèi)不會發(fā)生明顯的變化，仍將保持領(lǐng)先位置。而且，隨著社會的發(fā)展，對煤炭的需求量將呈現(xiàn)整體上升趨勢。然而，煤炭資源大多處于地表以下一定深度范圍內(nèi)，需要采取科學(xué)的采礦工藝及方法進行采掘作業(yè)，實現(xiàn)對煤炭的高效開采。

關(guān)鍵詞：煤礦采掘;采礦工藝;方法

一、煤礦開采工藝研究

現(xiàn)階段煤礦工程建設(shè)中存在的一些問題進行有效解決，現(xiàn)在越來越多的新的開采技術(shù)和方法已經(jīng)被運用到實際的工程中，它們所起到的作用也會越來越重要。煤礦開采的核心是要集中化生產(chǎn)，讓每個工作面的單場得以提升，充分發(fā)揮出每個單場的最大化效益。研究出在廣泛應(yīng)用范嗣，條件復(fù)雜多樣的情況下，將科學(xué)管理技術(shù)和生產(chǎn)過程監(jiān)控相結(jié)合，采用工藝簡單、高效率、可靠性強的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置系統(tǒng)，充分利用機械化設(shè)備的優(yōu)勢開發(fā)出對各種礦井煤層條件下采煤的成套技術(shù)。有效利用生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)和開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)以達到采煤過程全程機械化操作，以達到提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的目的。今后煤炭開采技術(shù)研究的重點是：實現(xiàn)液壓信息、支護質(zhì)量信包、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)的自動化采集。通過研制可靠性高、功率大、體積小的薄煤層刨煤機、采煤機和適合刨煤機綜采的液壓支架，并加強完善相關(guān)支架結(jié)構(gòu)的強度，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層（采高2.5m左右）高產(chǎn)高效指標的差距，加強支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止千斤頂嚴重損壞等方法來實現(xiàn)緩傾斜薄煤層長壁開采技術(shù)與鍘頃斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采技術(shù)所組成的薄煤層、厚煤層工作面的總體配套技術(shù)。

二、采礦工藝與技術(shù)分析

2.1 露天開采和地下開采

露天開采和地下開采是由于煤礦類型的不同而采取的兩種煤礦開采方法，同時這兩種煤礦開采方法也是最為常見的。1）露天開采。采用露天開采的方式是因為礦層已接近表面，只需要將地表土移除，礦層就會暴露出來。這種開采方式是較為經(jīng)濟的，同時安全性也較高。其主要是在表土埋設(shè)炸藥，炸開后用挖土機等設(shè)備將表土移除，然后將煤礦鉆碎或炸碎，運往煤場進行加工處理，獲取煤礦資源。2）地下開采。采用地下開采是由于煤礦層深埋于地底下且離地表較遠，需要使用各種方式深入地底，才能夠獲取煤礦資源。在地下開采中，開采人員首先要把采礦層進行劃分，然后通過對礦層物質(zhì)的探測分析來確定開采方法，以保證有效安全的進行采礦工作。

2.2 充填式采礦法

充填式采礦法屬于人工支護采礦法，是指在礦房或礦塊中，隨著回采工作面的推進，像采空區(qū)送入充填材料，以進行地壓管理，控制圍巖崩落的地表松動，并在形成的充填體上或在其保護下進行回采。此類采礦方式只適用于開采圍巖不穩(wěn)固的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體。優(yōu)點：適應(yīng)性強，礦石回采率高，貧化率低，作業(yè)較安全，能利用工業(yè)廢料，保護地表等;缺點：開采條件較為復(fù)雜，工藝復(fù)雜，成本高，勞動生產(chǎn)率和礦塊生產(chǎn)能力都較低;類型：干式充填法、水里充填法、膠結(jié)充填法、上/下向分層充填法、壁式充填法、削壁充填法、方框支架充填法。

2.3 崩落式采礦法

沿礦體邊界挖有環(huán)形運輸巷道;在礦體的上盤或下盤開挖切割巷道形成切割空間，在塹溝中向上鑿鉆扇形炮孔進行爆破，后退回采。優(yōu)點：采場結(jié)構(gòu)簡單，減少了采掘工作量，降低了采礦成本，生產(chǎn)效率高、作業(yè)安全、使用靈活;缺點：需滿足地表允許陷落的條件才能夠使用崩落式采礦法;類型：壁式崩落法、分層崩落法、階段崩落法。

2.4 空場采礦法

在礦體中形成的采空區(qū)主要依靠圍巖自身的穩(wěn)固性和留下的礦柱來支撐的一種采礦方法。優(yōu)點：允許有較大的暴露面積;缺點：礦房采完后，要及時回采礦柱，并及時處理采空區(qū)或事先充填礦房;類型：房柱法、淺孔留礦法、分段法、階段礦房法。

2.5 綜合機械化采煤工藝

煤礦綜合機械化采煤工藝主要是指工作面各道工序，如采煤、運輸、支護、采空區(qū)處理等完全實現(xiàn)綜合機械化連續(xù)作業(yè)的工藝系統(tǒng)。綜合機械化采煤工藝的推廣使用大大降低了勞動強度，提高了工作面回采效率，是當(dāng)前煤礦最先進的回采工藝。（1）割煤。工作面采用滾筒采煤機完成割煤工序，一般滾筒采煤機主要分為單滾筒和雙滾筒2種類型。為了更好地適應(yīng)綜采工作面頂?shù)装甯叩推鸱覈旱V常用的是雙滾筒采煤機。雙滾筒采煤機在進行割煤時，采用的是前滾筒割頂煤，后滾筒掃底煤的割煤方式;當(dāng)工作面落煤后采煤機滾筒螺旋葉片將煤炭直接裝入刮板輸送機。（2）運煤。煤壁經(jīng)采煤機破煤后將煤炭直接裝入刮板輸送機，然后經(jīng)破碎機、轉(zhuǎn)載機、可伸縮帶式輸送機后運出工作面。工作面安裝的刮板輸送機長度及運輸能力必須滿足生產(chǎn)需要。為了避免輸送機超載運行，刮板輸送機運輸能力一般應(yīng)大于采煤機生產(chǎn)能力。（3）工作面支護及采空區(qū)處理。綜采工作面采用掩護式液壓支架進行支護，通過對支架施加高壓乳化液，抬升支架液壓柱從而達到支護頂板目的。液壓支架可自動實現(xiàn)切頂、護幫、推溜、移架等工序。

2.6 爆破采煤工藝

爆破采煤工藝一般是指工作面采用爆破方式落煤，人工或機械設(shè)備裝煤、運煤，采用人工支護頂板的一套施工工藝。與高檔普采、綜合機械化采煤工藝相比，落煤采用爆破方法，未實現(xiàn)機械化水平，采用人工或機械設(shè)備單獨裝煤形成獨立的施工工序。而其他施工工序與普采工藝基本相同。爆破采煤工藝可適用于不同復(fù)雜條件下采煤工作面，工藝適應(yīng)性強。（1）落煤。工作面在采用爆破法落煤時，必須確保爆破定向精準，煤塊大小均勻，保持工作面煤壁平直，且不影響工作面支護。隨著爆破技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦一般采用毫秒延期定向爆破法，不僅縮短了爆破時間，提高了出塊率，而且大大提高了炮采工作面生產(chǎn)效率。（2）裝煤。由于爆破施工時在沖擊波的作用下，煤落后一部分直接裝上刮板輸送機，一部分需人工清理并裝載。在施工條件允許情況下，可采用煤礦防爆裝載機進行裝煤。

三、采礦工藝與采礦技術(shù)的改進措施

3.1 嚴格遵守國家制定的規(guī)章制度

采礦是一門重要且有一定危險的職業(yè)。為保證煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，企業(yè)的高管必須嚴格遵守國家制定的規(guī)章制度，依據(jù)國家制定的規(guī)章制度，在煤礦開采中，明確工作目標，嚴格遵守開采流程，并切實落實各個崗位人員的職責(zé)，避免違法操作。這樣才能使煤礦企業(yè)長久的發(fā)展下去。在煤礦開采中，煤礦開采的工作安全系數(shù)非常低，煤礦企業(yè)可以建立煤礦塌陷的預(yù)警系統(tǒng)，對整個煤礦開采區(qū)域進行實時監(jiān)控。

3.2 加強采礦人員的素質(zhì)和技術(shù)培養(yǎng)

在煤礦開采的過程中，采礦人員的素質(zhì)和技術(shù)是最為重要的一點，如果沒有專業(yè)的素質(zhì)和技術(shù)，那么久很有可能導(dǎo)致危險的發(fā)生。因此，企業(yè)應(yīng)定時對所有工作人員展開素質(zhì)培訓(xùn)和技術(shù)培訓(xùn)，加強工作人員的道德素質(zhì)和工作人員對采礦技術(shù)知識的掌握運用。

結(jié)束語

隨著社會發(fā)展的腳步不斷加快，對煤礦資源的需求量也逐漸增大。因此，在煤礦開采過程中，就必須采用現(xiàn)代化的采礦工藝和技術(shù)，將采礦工作結(jié)合到安全和環(huán)保的理念中，積極采用綠色開采技術(shù)，才能夠保證煤礦開采人員的安全，提高煤礦開采的效率，保護社會環(huán)境。同時，技術(shù)人員還需要不斷地加強和創(chuàng)新采礦工藝與技術(shù)，提高采礦帶來的環(huán)境與社會效益。

參考文獻

[1]張鋼舉.煤礦采掘中的采礦工藝方法.技術(shù)與市場，2014，21（12）：107.

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