煤礦地下開(kāi)采工藝的現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦，河南 平頂山 467000）

一、煤層地質(zhì)條件

煤層厚度、煤層傾角、煤層頂?shù)装迩闆r、煤層節(jié)理裂隙發(fā)育情況、地質(zhì)構(gòu)造等都是支架選型過(guò)程中必須考慮的內(nèi)容。如果開(kāi)采工作面底板硬度比較差，則支架底座不適宜選用分體式結(jié)構(gòu)或靴式底座，支架同時(shí)應(yīng)配備抬底裝置，以防支架扎底。厚煤層放頂煤工作面開(kāi)采中頂煤厚度較大，為了確保放煤效率，支架后部放煤空間越大越好。如果煤層硬度較大且頂煤節(jié)理裂隙不良，則需要支架具有較高的工作阻力和較大的放煤空間，同時(shí)還需要輔助配備破煤機(jī)構(gòu)。當(dāng)煤層厚度超過(guò)2.5 m 時(shí)，支架應(yīng)具備一定的抗扭能力，以防頂板壓力作用使支架出現(xiàn)側(cè)倒的情況，所以，應(yīng)選擇掩護(hù)式支架或支撐掩護(hù)式支架。大傾角工作面開(kāi)采時(shí)，支架應(yīng)安裝設(shè)置防滑機(jī)構(gòu)。

二、煤礦地下開(kāi)采工藝的現(xiàn)狀分析

（一）綜合應(yīng)用體系尚未形成

為了提高整個(gè)開(kāi)采過(guò)程的有序性，會(huì)將開(kāi)采區(qū)域分為主開(kāi)采區(qū)域和次要開(kāi)采區(qū)域，主開(kāi)采區(qū)域的煤層厚度、巖性穩(wěn)定性較高，在該區(qū)域可以使用大型器械或者爆破法來(lái)完成煤炭資源的開(kāi)采。而次要開(kāi)采區(qū)域的煤層厚度與巖性穩(wěn)定性較低，需要采取較為保守的開(kāi)采方法。因此需要提前構(gòu)建相應(yīng)的綜合開(kāi)采體系，從而加快整個(gè)煤炭開(kāi)采過(guò)程的工作效率。目前很多煤炭依舊處于探索階段，很多體系內(nèi)容仍舊處于待完善的狀態(tài)，在一定程度上限制了煤炭開(kāi)采效率和開(kāi)采效果。

（二）對(duì)周?chē)h(huán)境的影響性較大

大部分的煤礦所處位置都在距離地表的深處，并且在地殼活動(dòng)的影響下，很多的煤炭礦脈位于褶皺、斷層或節(jié)理層位置，不僅增加了開(kāi)采難度，而且此類(lèi)區(qū)域會(huì)與坡體結(jié)構(gòu)相鄰，在大型機(jī)械設(shè)備運(yùn)行振動(dòng)情況下，所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)波也將直接影響到結(jié)構(gòu)內(nèi)部原有的應(yīng)力平衡，從而加寬坡體結(jié)構(gòu)原有的縫隙寬度，尤其是在爆破開(kāi)采方式的作用下，會(huì)對(duì)坡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。而且地下空洞的形成還會(huì)限制地表水資源供應(yīng)，從而導(dǎo)致地面不規(guī)則沉降、地表植被退化的情況發(fā)生。

（三）開(kāi)采過(guò)程變更情況較多

受到地殼活動(dòng)的影響，地下煤層的并不呈現(xiàn)出規(guī)律分布的形態(tài)，其分布情況很難找到規(guī)律。部分地區(qū)的煤層厚度較大，可以借助大型器械進(jìn)行資源開(kāi)采，部分區(qū)域的煤層厚度較薄，若用大型機(jī)械開(kāi)采會(huì)損傷到煤層頂層，影響到整個(gè)采煤巷道的安全性。因此在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，施工單位需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃，因?yàn)橛?jì)劃屬于臨時(shí)變更，很容易增加安全問(wèn)題的發(fā)生幾率，從而限制整個(gè)開(kāi)采活動(dòng)的順利進(jìn)行。

（四）開(kāi)采技術(shù)使用不當(dāng)

整體而言，煤礦開(kāi)采所使用的開(kāi)采技術(shù)仍然較差，部分礦井生產(chǎn)開(kāi)采仍使用較為落后的開(kāi)采工藝，這一方面會(huì)影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面落后的生產(chǎn)工藝勢(shì)必會(huì)帶來(lái)較大的安全隱患。由于礦井技術(shù)人員的缺乏，或是煤礦企業(yè)管理中對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用不夠重視，一些煤礦生產(chǎn)管理依舊采用原有的、落后的生產(chǎn)管理方式，這會(huì)給企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)不良影響。

三、煤礦地下開(kāi)采工藝的發(fā)展趨勢(shì)

在以往的煤礦開(kāi)采過(guò)程中，往往采用先污染后治理的方式，缺少對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的前瞻性，這給當(dāng)?shù)丨h(huán)境安全帶來(lái)重大隱患。因此，需要對(duì)礦井環(huán)境進(jìn)行合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)，對(duì)于新礦井，要加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的前瞻性設(shè)計(jì)；對(duì)于老舊礦井，應(yīng)制訂系統(tǒng)的環(huán)境治理方案。礦井生產(chǎn)中，應(yīng)制訂有效的開(kāi)采技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要同時(shí)滿足國(guó)家相關(guān)要求和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)需求，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)并重。

（一）優(yōu)化薄煤層開(kāi)采技術(shù)

就目前鶴崗富力礦區(qū)采煤現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，薄煤層開(kāi)采工作比較困難，因此必須提升薄煤層開(kāi)采作業(yè)的自動(dòng)化水平，進(jìn)一步減少工作面內(nèi)采煤作業(yè)人員，與采煤機(jī)相比，刨煤機(jī)落煤在自動(dòng)化方面更具優(yōu)勢(shì)。而且隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，采煤技術(shù)也會(huì)不斷朝向自動(dòng)化控制方向發(fā)展。根據(jù)鶴崗富力礦區(qū)實(shí)踐數(shù)據(jù)研究表明，這種開(kāi)采技術(shù) 1.2 米以上的薄煤層一個(gè)工作面年產(chǎn)量可達(dá) 100-180 萬(wàn)噸左右。由于受到大功率以及采煤機(jī)的適用范圍等限制，對(duì)于 1.2 米以下的薄煤層開(kāi)采仍然存在著開(kāi)采難題，這就需要相關(guān)的技術(shù)人員繼續(xù)改進(jìn)開(kāi)采技術(shù)。

（二）液壓支架技術(shù)多樣化

在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，液壓支架技術(shù)也會(huì)沿著多樣化方向進(jìn)行發(fā)展。在一些煤層厚度較大，礦脈發(fā)展情況良好的區(qū)域，可以選擇大工作阻力的液壓支架作為主要的開(kāi)采設(shè)備。對(duì)于一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高的作業(yè)區(qū)域，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適用性支架的研發(fā)，提高結(jié)構(gòu)本身的適應(yīng)性，使其可以滿足不同作業(yè)區(qū)域的生產(chǎn)所需。

（三）信息技術(shù)體系的應(yīng)用

隨著煤礦開(kāi)采設(shè)備復(fù)雜程度的提升，如何對(duì)其進(jìn)行科學(xué)化管理也成為煤礦企業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。信息技術(shù)體系的建立，可以輔助企業(yè)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，提供相應(yīng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)信息，從而提高整個(gè)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性，最大限度發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值。

（四）智能采礦模式的形成

目前很多行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到自動(dòng)化生產(chǎn)階段，部分企業(yè)開(kāi)始嘗試智能化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型。在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，煤礦企業(yè)也會(huì)沿著智能礦山模式發(fā)展，在提高煤礦開(kāi)采效率的基礎(chǔ)上，降低對(duì)周?chē)h(huán)境的負(fù)面影響，從而使煤礦生產(chǎn)過(guò)程可以滿足生態(tài)發(fā)展需求，加快行業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，要想順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，采煤事業(yè)應(yīng)該不斷的更新開(kāi)采工藝技術(shù)以及引進(jìn)新的設(shè)備，才能夠在未來(lái)的發(fā)展中，提高整個(gè)煤礦的開(kāi)采效率，更加保證煤礦開(kāi)采的安全性。地下采煤技術(shù)作為煤炭生產(chǎn)過(guò)程的重要保障，通過(guò)不斷優(yōu)化地下采煤工藝體系，對(duì)于提高煤炭資源利用效率，促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著積極地作用。