煤礦采煤技術優(yōu)化及適用條件探究

楊洋

摘要：在煤礦行業(yè)發(fā)展過程中，采煤工藝的進步非常關鍵，采煤工藝由最初的炮采工藝發(fā)展到現(xiàn)在的綜采工藝。隨著中國煤炭進入到產(chǎn)能過剩時期，煤礦企業(yè)開始節(jié)約成本。為此，需要對現(xiàn)有的采煤工藝進行優(yōu)化。通過分析現(xiàn)有采煤工藝存在的問題，探討了采煤工藝的優(yōu)化原則和優(yōu)化方法。

關鍵詞：采煤技術;優(yōu)化措施;適用條件

科學的開采技術不但能夠使資源回收率大大提高，還能有效提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益并將煤礦采煤環(huán)境惡劣的問題有效解決。在采煤期間應當根據(jù)實際的環(huán)境狀況仔細考察地質(zhì)，將技術型難題解決后有針對性的選用合適的采煤工藝，才能確保采煤技術應用的有效性。

1 采煤技術工藝存在的問題分析

1.1 采煤技術水平總體分布不均勻

不同區(qū)域的采煤企業(yè)其技術水平存在一定的不均勻性，較發(fā)達區(qū)域的煤礦企業(yè)采煤技術水平較高，煤礦開采的安全性及質(zhì)量與傳統(tǒng)采煤技術相比有著顯著的優(yōu)越性。但一些經(jīng)濟發(fā)展比較緩慢的區(qū)域，在煤礦開采過程中還存在技術手段過于陳舊的問題，開采設備落后，加上資金不足等因素影響，很多煤礦企業(yè)沒有進行采煤技術的及時更新，在日常管理中也未做好采煤設備的養(yǎng)護管理工作，導致采煤系統(tǒng)的作用難以有效發(fā)揮，還有可能導致一系列開采安全問題的發(fā)生。

1.2 煤礦采煤技術水平較低

一些中小型煤礦在采煤技術的應用中受當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平及自身條件等因素的影響，采煤設備簡陋，采煤技術水平相對比較低，限制了煤礦企業(yè)自身的發(fā)展。很多企業(yè)沒有可持續(xù)發(fā)展的理念，在開采過程中沒有實現(xiàn)對可回收資源的回收管理，對于煤礦采煤技術的優(yōu)化工作重視力度不足，也就不愿將精力放在煤礦采煤技術的改革與創(chuàng)新上，影響到煤礦采煤技術的發(fā)展。

1.3 生產(chǎn)效率低下

隨著近年來自動化技術的迅速發(fā)展，煤礦采煤技術水平得到了顯著提升。但在煤礦開采工作中還要對地質(zhì)條件、氣候等因素進行綜合考慮，采煤技術一旦選擇不合理，會導致部分設備的作用難以充分發(fā)揮。此外在機械化生產(chǎn)過程中，一些開采設備還會出現(xiàn)一定程度的磨損，對煤礦開采效果也會產(chǎn)生比較大的影響。

2 采煤工藝優(yōu)化原則和優(yōu)化方法

2.1 采煤工藝的優(yōu)化原則

從大量的實踐中發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)化采煤工藝時需要遵循以下幾個原則：a） 保證生產(chǎn)的安全性。在煤礦開采活動中，安全問題應該處在首位，在優(yōu)化采煤工藝時必須在最大程度上保證人的生命安全，不要為了開采的經(jīng)濟效益而犧牲了安全。b） 經(jīng)濟效益最大化。煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益應該是采煤工藝優(yōu)化的重點內(nèi)容，在保證安全的前提下，在最大程度上降低煤礦開采成本和提升生產(chǎn)效率，從而保證經(jīng)濟效益。c） 節(jié)約煤炭資源。煤炭資源是一種不可再生能源，在回采時要盡可能地提高采出率，避免產(chǎn)生較嚴重的資源浪費。為了實現(xiàn)這三條原則，要提升采煤工藝水平，同時要提高煤礦的管理水平。

2.2 采煤工藝的優(yōu)化方法

（1）地面技術

煤礦采煤期間所使用的地面技術是為了對采煤過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災害進行有效控制，需要對危巖地面和建筑物給予有效的保護措施。使用該項技術時，應先仔細分析煤礦礦區(qū)的實際地質(zhì)狀況，將可靠的參考數(shù)據(jù)提供給技術應用。煤礦采掘期間礦區(qū)的建筑物極容易受到傾斜墻壁塌落和走向等問題的影響，而各種損害嚴重時甚至會出現(xiàn)滑坡和危巖崩塌情況，因此使用地面技術采煤時一定要嚴格按照礦區(qū)建筑構造的特點給予有效的保護措施。如果建筑物存在明顯的風化裂縫，磚混構造的危巖長時間裸露在外，可以將圈梁或柱加設構造在頂?shù)住Ｗ⒁馐褂迷摷夹g時不能制約對采煤工作的開展，施工人員為了計算巖體重量并將巖體范圍明確需要使用預應力錨固技術，危巖裂縫則可借助混凝土灌漿處理，這樣可防止片巖和碎石滾落的狀況在煤礦采掘期間出現(xiàn)，能夠有效的提升采煤工作的安全性。

（2）條帶開采

由于條帶開采在煤礦作業(yè)中較為特殊，因此一定要明確其設計原則，一是開采完各層煤炭后為了有效避免土地變形和移動情況出現(xiàn)，應當確保遺留的條帶柱擁有足夠的強度和穩(wěn)定性支撐覆巖層。二是為了確保土地表層的下沉不會出現(xiàn)波浪狀情況并且沉降出現(xiàn)時是單一平緩的下沉，條帶的尺寸和寬度一定要合理的設計。另外還要采用科學的開采方法，第一條開采完后留下相鄰的第二條，然后開采第三條將第四條留下，按照這個順序依次進行。總之為了避免地表發(fā)生移動或變形狀況，覆巖由留下的部分負責支撐，雖然這種開采方式能夠確保煤礦作業(yè)的安全，但無法獲取最高的煤炭能源回收率。

另外條帶開采過程中一定要確定采出留寬，將采出寬度明確后進行嚴格的模擬實驗。通常應將采出寬度控制在煤層寬度1/8～1/4范圍內(nèi)，然后將保留條帶確定。注意應當根據(jù)工作經(jīng)驗和礦區(qū)的實際狀況組織專業(yè)人員認真研討，而不能盲目的計算獲取相關數(shù)據(jù)，最后科學確定保留條帶。煤礦企業(yè)可以積極借鑒國外先進的條帶開采法，將開采和保留的寬度記作A與B，開采寬度一旦出現(xiàn)變化則土地的下沉帶也會隨之出現(xiàn)變化，因此只有對A的數(shù)值認真計算才能確保開采地保持穩(wěn)定，使用這種開采方式還要保護好煤礦區(qū)范圍的土壤。

（3）離層注漿技術

通過離層注漿技術的應用，可以取得良好的地面沉降控制效果，避免覆巖下沉所導致的開采問題。在離層注漿技術應用過程中，可直接在采空區(qū)上方覆巖離層進行高溫漿液注射，使煤礦開采的穩(wěn)定性進一步提高。在傳統(tǒng)煤層填充技術中，需要技術人員在煤礦井下開展注漿工作，操作難度大，安全性低。通過離層注漿技術的應用，能直接在井上完成各項注漿作業(yè)，對于礦井下各項開采工作也能起到良好的保障作用。此外離層注漿技術對于相關設備的要求不高，具備操作簡便的應用優(yōu)勢。該采煤技術的應用，能提高煤礦開采的經(jīng)濟收益及運行安全性，值得在礦區(qū)內(nèi)進行廣泛應用與推廣。

3.結語

煤礦行業(yè)對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著極為重要的作用，作為不可再生資源的煤炭如果無法使用科學的開采技術則會浪費大量資源。為了加強煤炭企業(yè)的競爭力并提高煤礦開采的效率和質(zhì)量，一定要對煤炭開采技術不斷優(yōu)化和完善，不斷深化研究采煤工藝并使用新型的設備，促進煤礦產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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