淺析煤礦開采技術條件與采掘工藝

彭齊中

(河南神火集團有限公司，河南 永城 476600)

0 引言

某煤礦礦井地處構造剝蝕低山區，煤質類型主要為亮煤和半亮煤，底板為層狀砂巖的厚度大約在1.5 m的中厚煤層，并且結構較為復雜。地表大部被第四系地層覆蓋，受到長時間剝蝕，形成侵蝕深溝地貌，地形復雜，作業難度較大，礦井田面積大概為42 km2，8、9以及11煤層是可采的。8、9煤層很大一部分是厚煤層，9煤層的儲量為14 306.02萬t，可供開采的儲量為6 875.59萬t。煤層松軟破碎，頂板是砂巖復合式的，極容易受到破損，穩定性不高，構造復雜繁瑣，工作面冒頂頻繁。

1 煤礦開采技術條件

1.1 水文地質特征

河流從煤礦井田南側從西向北東流過，河床標高1 093 m，也是侵蝕基準面標高。礦區地勢東南部高，北部低，呈反向坡，利于排水。地層富水性受氣候、地貌等因素影響，巖性與富水性兩者之間有著密切的聯系。比如鉆孔在鉆進時，漏水等情況經常發生在灰巖、碎屑巖中，但在軟弱的巖石中通常不會發生漏水等情況。

1.2 煤塵爆炸性

將幾個鉆孔進行取樣試驗，測試其煤塵爆炸性。通過測試結果可知礦區煤塵無爆炸性，但造成爆炸的因素還是大量存在。礦區一部分為富甲烷煤層，以至于煤礦在進行開采階段將會出現大量的煤塵，所以在開采時，必須要使用合適的措施，避免爆炸等安全問題的出現。

2 煤礦采掘工藝分析與探究

2.1 工程具體的開采技術

1)對于煤礦開采方法的選用，首先就要選用分層開采。如果開采工程所處的地理環境無法滿足分層開采方法使用條件時，可以采用臺階式開采或凹陷式開采進行替代。需要注意的是，硐采方法需要謹慎使用。

2)煤質類型主要為亮煤和半亮煤，底板為層狀砂巖的厚度大約在1.5 m的中厚煤層，結構較為復雜，作業難度較大。推薦使用綜合設計采掘工藝，煤層回采支護選用走向長壁式，設置大致110 m，傾斜長度保持在50～70 m。在落煤工藝選擇上，可以使用放炮落煤法，并選用單排炮眼以及三花炮眼，正向爆破的方式。運輸設備應該使用刮板運輸機。采空區處理技術使用單體液壓支護，這樣一來可以使得煤礦開采工作獲得良好的效果。

3)使用爆破震動較小的開采設備，或者使用一些智能化的自動開采設備。并且還需要全方面的分析所用工藝的安全性、經濟性以及對周圍環境與居民生產生活所帶來的影響，加工時所用的設備也最好使用自動化、智能化的設備，在一定程度上減少人工環節。相關的工作人員需要采取一些合理的、完善的改進措施，挑選適合的開采方式與工藝，最大程度的保護周圍的環境，在一定程度上推動我國煤礦行業的發展壯大。

2.2 采掘工藝單項研究分析

2.2.1 填充法

在進行井下煤層采掘工作的過程中，如果遇到地表沉降的狀況時，可以使用填充法。在開展工作時，常會遇到材料設備缺乏的情況，使用填充法可以進行就地取材，有效節約材料成本，并且可以提升采掘回收率。在使用填充法時，必須要充分掌握周圍的具體情況，檢測所需要的參數。在采空區域極為容易出現一些錯誤操作以及安全事故，所以相關工作人員應該將采掘出的砂石回填到采空區，保障采掘工作的安全性。詳細如圖1所示。

圖1 填充采掘法工序示意圖

2.2.2 爆破采煤工藝技術

使用爆破方式落煤，對定向準確性要求較高，爆破采煤的煤塊均勻、煤壁平直，對后期支護影響小。所以，使用毫秒延期定向爆破技術，可以在一定程度上減少爆破的時間，提升出塊效率。因為爆破落煤之后有一部分會進入輸送機，所以只需要工作人員進行很短時間的裝煤工作。此外，有許多機械設備能夠高效地輔助工作人員進行裝煤。生產中可使用爆破震動較小的開采設備，或者使用一些智能化的自動開采設備。并且還需要全方面的分析所用工藝的安全性、經濟性以及對周圍環境與居民生產生活所帶來的影響，加工時所用的設備也最好使用自動化、智能化的設備，在一定程度上減少人工環節。相關技術人員必須制定完善的、科學化的爆破設計，詳細設計鉆孔、炮孔驗收、裝藥、充埴堵塞等環節。測量臺階高度、最小抗線，并結合地形、地質確定各個炮孔。需要注意的是，孔深度的誤差范圍必須要維持在30 cm以內，傾角維持在2以內，孔距、排距也必須維持在30 cm以內。

2.2.3 條帶法采掘技術

由于煤礦存在覆巖危害，可以使用條帶法采掘技術。在使用條帶法進行工作的階段，可以回收礦區周圍的壓煤。如果遇到地表沉降的狀況時，也可以使用此方式進行充分的控制。使用條帶法時，需要將部分條帶煤柱區域預留在礦區，回收礦區覆巖層，推動采掘工作精簡化。

3 結語

煤礦開采行業是我國的基礎行業，須得到社會各界更多的關注。相關的工作人員需要采取一些合理的、完善的改進措施，挑選適合的開采方式與工藝，最大程度地保護周圍的環境，在一定程度上推動我國采礦行業的發展壯大，保障礦產資源的合理利用。同時還能在一定程度上改善工作人員的工作環境，從而有效的保障我國煤礦開采的安全性以及環保性。