1、试论煤矿开采方法与技术应用【摘要】本文分析了煤矿开采的问题、开采方法以及开采技术，并结合实例进行说明。 【关键词】煤矿；开采；方法；技术 中图分类号：TD82 文献标识码： A 一、前言 经济的发展加剧了能源消耗。当前全球面临着能源紧缺的问题，世界各国都把节约保护能源作为研究重点。对于煤矿开采同样如此，加强煤炭开采技术，提高资源利用非常重要。 二、煤矿开采技术中存在的问题 1、水资源规律受到严重的破坏 在煤矿开采的过程中,煤矿开采技术的使用总会对水资源造成一定程度上的破坏,在煤矿开采的过程中使用的长壁采煤法会对岩层和地表带来一定的破坏,更重的是会严重破坏水资源规律,这在煤矿开采过程中存在的很严
2、重的问题,这个问题函需我们找到有效的办法进行处理和解决。 2、没有完善的瓦斯处理技术 煤矿开采的过程中除了对水规律造成严重的破坏以外,同时瓦斯排放在煤矿开采的工程中也是很严重的污染源。瓦斯技术在煤矿开采的过程中是不可或缺的技术之一,所以在煤矿开采时,它对温室效应的影响较大,同时还对煤矿中的臭气层进行了一定程度上的破坏,这就给煤矿开采工作带来了很多安全问题,过去我国中小型煤矿企业经常发生瓦斯爆炸的现象,这都对煤矿开采工作人员造成严重的安全问题,在煤矿开采中它成为了最主要的安全隐患。 三、煤矿开采方法 1、井下采煤 井下采煤的过程中，当遇到煤层倾斜角度比较大的时候（一般大于10） ，采煤工作中就要
3、采用水平开采。在开采的过程中，要将各个水平开采的作业面分为若干区域，在完成第一作业面的开采之后，再接着完成下一个作业面的开采。在水平煤区的开采中，将煤区划分为几个大区，首先对距离较近的煤区进行开采，然后再开采距离较远的煤区。如果煤层较多，在采煤中就要首先开采最上面的煤层，然后再按照从上往下的顺序进行开采。井下采煤，根据矿井中是否有水，分为旱采和水采两种。在旱采中，采矿人员应用的壁式和柱式采煤法，工作效率非常高，方法也比较简单。 2、露天采煤 对于露天裸露的煤层，通过开采前的地质勘探，了解煤层的大致结构，再对煤层水平面进行划分，进行自上而下逐层开采。先将煤层表面的岩石层进行挖掘，等露出煤层的时候
4、再采用机械将煤层进行开发，将挖出的煤运输到指定的地点。露天采煤的工作空间比较大，工作面也很大，没有井下采煤工作面狭窄、空气不流通等问题存在。在宽广的工作空间，挖矿工作可以采用大型的机器设备，提高整个露天采煤的工作效率，单位时间内开发出更多的煤炭，最大限度降低人力成本，保证采矿工作的安全性。此外，露天采煤有利于煤矿的回采，最大限度地开发利用能源。但是，露天采煤对于周边环境的破坏很大，不利于植被和生态的保护，不利于人与自然和谐相处。 3、急倾斜煤层采煤 在以该方法采煤的过程中，采矿人员应该对采区进行合理划分。在划分过程中，不仅要考虑采矿的方便，还要考虑在回采过程中的开采条件。合理划分采区可以使采矿
5、工作按照计划顺利地进行，在合理分区的基础上，加大对整个煤矿区的采矿速度，提高采矿效率。在采矿过程中，为了更好地采矿，可以加长工作面的长度和采矿层的垂直高度，还要在采矿中加大对巷道的通风设施的建设，保证整个采矿工作在安全的情况下进行。 四、煤矿开采技术 1、伪倾斜柔性掩护支架采煤法 伪倾斜柔性掩护支架采煤法，主要是将工作面倾斜角度变缓。在采煤过程中，工作面较长、生产方法简单、掘进的速度较慢。伪倾斜柔性掩护支架采煤法将工作面和采空面进行隔离，可以创造良好的工作环境，降低工人工作量。 这种采煤方法取决于煤层的倾斜角度，如果煤层比较稳定，结构简单，可以在传统的 30m 的高度之上再增加 2030m。在
6、回采过程中，要长时间在回风巷道连接支架，其他地方有的则需要进行拆除。一般情况下，在煤矿区的上山处将支架设置为水平方向，掩护支架的钢梁为3.03.2m。在选择钢梁时，应该认真、仔细地选择合适的材料，一定要和支架的尺寸相区配。当宽度低于 3m 时，一般用两根；当宽度大于 3m时，一般为 56 根，此时钢梁上面的覆盖物为 23 层。 2、小阶段爆破落煤采煤法 小阶段爆破落煤采煤法首先是将整个的工作面分为若干小段，然后在工作面没有采煤人员、没有施工设备、没有各种支架的时候，对每个小段进行爆破。这样的采煤方法主要用于倾斜角大于 40的煤层，煤层的厚度大概在 5m 左右，顶板不会脱落。该方法效率高，一次爆
7、破可以产生大量的煤，也比较安全，但是一旦采取爆破，则煤矿的回采率比较低，技术要求比较高。这种方法主要用于中小规模煤矿企业和煤矿采煤区比较偏远的地方。 3、 “三下”压煤开采技术 “三下”压煤开采技术主要是研究地表沉陷规律以及上覆岩石运动，从而进行模拟计算，优化参数，分析科学的开采方式，确保采煤活动不会对建筑物、道路等设施产生破坏。通常情况下， “三下”压煤开采技术研究的内容主要包括以下七个方面： （1）采矿区建筑物改造重建以及加固防护。 （2）向垮落法采空区工作面充填地表废料。 （3）近水体开采的设计参数以及工艺优化。 （4）控制沉降，促进采煤活动与城市发展规划的和谐统一。 （5）开采村庄地下
8、压煤，保证村庄安全。 （6）矿井水资源优化。 （7）土地复垦。 在煤矿开采过程中，建筑物、水体、交通要道下面赋存的煤炭资源就是所谓的“三下”压煤，在开采“三下”压煤时，既要获取煤炭资源，同时又要确保建筑物、道路等设施不受到破坏，并且还要保证采矿安全。比如在开采工业广场下面赋存的煤炭资源时，为了避免采矿活动对广场设施造成破坏，可以采取分层条带式开采，以井筒为中心，按照煤层的实际赋存情况，设计对称条带，再依据矿井的地质、水文等条件，确定开采间隔，留置保护煤柱，实际开采时采取对称跳采的方式，保证地表塌陷具有均衡性。再比如，一些村庄下面也存在地下压煤，在开采时也要采取条带开采方式，在不给村庄造成负面影
9、响的前提下，尽可能采出全部煤炭资源。 五、煤矿开采实例分析 开县岳溪煤业有限公司兴星煤矿（以下简称兴星煤矿）位于开县城南西侧方向，方位处于 220与县城直线直距 58km，矿区属低山地形，矿区中部三叠系上统须家河组砂岩形成山岭，北西为三叠系中统巴东组槽，矿区总体住南东倾斜，地形坡角 1545。先对其采煤方法及工艺进行分析 兴星煤矿矿井范围内可采层为 k6、k3、k1 三层煤，平均倾角为 80。根据地质构造特点和煤层赋存条件，本次设计仍设计采用俯伪斜分段密集采煤方法。单体液压支柱支护顶板,缓慢下沉法管理顶板。电煤钻打眼，放炮落煤。 1、回采工艺及设备 矿井采煤方法为俯伪斜分段密集采煤方法，采煤工
10、艺采用放炮落煤的采煤工艺，设备配备与原设计相同，主要配备有 ZSM-15A 型矿用隔爆型手提式煤电钻（湿式）钻眼，安全等级不低于二级的煤矿许用炸药爆破，毫秒延期电雷管起爆,搪瓷溜槽运输，乳化液泵站箱，JH8 型回柱绞车等设备。 2、采煤工艺与方法 工艺工作面初采由开切眼与区段回风平巷交接处开始，按工作面伪斜角要求自上而下推进，工作面斜长逐渐增大。为了便于初采时工作面出煤和人员通行，开切眼沿伪斜方向布置，随工作面推进开切眼自上而下逐段报废。当工作面下端距区段回风平巷 4m 时，开始支设分段密集支柱。当第一分段密集长度达到 5m 而直接顶不垮落时，应采取强制放顶措施，打眼爆破获取垫层。随着工作面继
11、续推进，不断增设新的分段密集，当工作面煤壁达到位置时，初采工作结束。 3、工作面的处理 工作面采用爆破破煤，自上而下分段爆破。支护采用单体液压支柱和铰接顶梁，支护形式采用倒悬壁齐梁齐柱布置，排、柱距均为 0.9m。单体液压支柱架设时应采取防倒措施。沿煤层倾斜方向，每隔 45m 设置一排水平密集支护，每排密集支柱沿走向长 4m，上铺竹笆或荆笆。密集支柱随工作面推进，先添后回，支柱间距一般不超过 0.3m，放顶前后始终保持 1315 根带帽点柱。相邻的排密集支柱沿煤层走向保持1.01.5m 错距，密集支柱除起到切顶作用外，还用于挡矸。 4、采空区的处理方式 采空区采用全部垮落法处理。当回风平巷上方
12、采空区出现大面积悬顶时，除采用人工强制放顶外，还可将上区段采空后垮落矸石放入本区段采空区。当工作面上端推进到距收尾眼 4m 时，工作面进入收尾阶段，工作面逐渐缩短，如图所示。为满足工作面收尾时的通风、行人和运料需要，收尾眼必须加强维护，始终保持畅通，在收尾眼靠工作面一侧应设保安煤柱，宽度为 4m。根据原设计可知，矿井年工作日 330 天，采煤工作面采用两采一准，每个循环推进度 1.20m，日推进度 2.40m，正规循环率按 80考虑，年推进度330 天2.4m/天0.8634m。 六、结束语 煤矿开采必须要坚持走可持续发展道路，更要注意引入先进的科学技术，提高煤炭开采的效率，用现代化技术手段进行煤炭开采，这对于煤矿开采行业而言是非常重要的。 参考文献 1郝忠军.井下采煤技术及采煤工艺的选择J.内蒙古科技与经济,2012(13):104-105. 2周鹤寿剖析煤矿采矿的新技术与开采方法J.中国新技术新产品,2012(16).
