煤炭开采工艺现状研究

（山西焦煤汾西矿业香源煤业有限责任公司，山西 交城 030500）

一、煤炭开采工艺的现状

我国的煤炭资源分布的非常不均匀，开采条件多种多样，各地的煤矿有许多的不同，一方面煤炭的储存量不一样，另一方面所有制的形式也不同。由于各个地区经济发展状况不同，技术水平与采矿设备也有所差异。目前，我国的长壁开采工艺有三种类型，分别是爆破，普通的机械化，综合的机械化。其中综采在国有煤矿企业中应用的比较广泛，普采以及炮采在一些地方上的煤炭企业中应用的比较广泛，在一些乡镇煤矿企业技术条件匮乏，主要的采煤工艺就是炮采。

我国的地质条件很特别，而且煤层的分布情况也很复杂，所以我国的采煤技术有很多，主要是看煤炭分布地区的地形以及煤炭的具体分布情况来选择某一种或者几种的方法。以下介绍几种开采工艺的现状以及优缺点。第一种是走向长壁的开采方法，这种方法在我国的煤矿企业中应用的最为广泛，主要是用于中斜煤层的开采，这种开采方法非常简单，可以广泛的适用于各种地区。第二种是倾斜长壁的开采方法，这种开采方法可以不受断层的影响，巷道的布置也是很容易的，所需投入的经费很低，生产快速，运输很方便，所需用设备少，通风容易等诸多优点。同时，它也是具有许多缺点的，在长距离的倾斜巷道内向前掘进，运输困难等。第三种是在倾斜分层中使用下行垮落开采煤炭方法，这种开采方法可以解决顶板支护以及采空区等问题，增加了开采的安全性，并且在同时提高了煤炭的采出率，但是这种采煤方法在开采之前需要构建假顶，生产组织很复杂，预防煤炭自燃也很困难。

我国目前采取的煤炭开采准备和开拓方法，准备方法最为主要的有三种，分别是采区、带区及盘区。

二、煤炭开采工艺的主要内容

煤炭开采工艺经过了多年的修正与发展，有了很大的变化，加上现代机的使用，煤炭开采工艺实现了现代化，使得煤炭开采的整个流程更加的无懈可击。

图1

（一）短壁开采工艺

短壁开采工艺是为了弥补长壁开采的不足而产生的一种煤炭开采工艺。我们常见的长壁开采就是进行粗略开采的工具，在它略显粗暴的开采过后会在矿井内留下大批未开采的煤。这些煤有的聚集成柱状，有的堆积在一个坑内，总之都被堆积在长壁开采所不能触及的地方。而短壁开采就像是一个细致的清洁工，打扫着长壁开采扫荡过的战场。短壁开采是一种节约型的开采方式，避免了煤炭资源的浪费，这对于对资源有着巨大需求量的我们来说是一笔不可估量的财富。

（二）薄煤层开采工艺

薄煤层开采工艺是符合我国煤炭开采形式的一种开采工艺。在中国，很大一部分的煤炭位于距离地表不远处，也就是我们常说的薄煤层。而这种开采工艺就是擅长在薄煤层地区进行煤炭的开采。在薄煤层地区，如果使用我们常见的挖掘工具，会对土地造成一定的破坏，而且会产生一定的浪费。但薄煤层工艺就完全不同。它会对土地进行温柔的剖析，一层又一层，直至到达煤层。薄煤层开采工艺也可以说是一种符合中国国情的煤炭开采方式。

（三）矿井集约化工艺

矿井集约化工艺是类似于“因材施教”的一种煤炭开采工艺。是根据煤炭资源所处的具体环境，因地制宜，采取不同的开采方式，而开采方式的不同主要在于矿井的个数。比如说最近发现了一个煤矿，但是这个煤矿所处的地理环境有些特殊，在整个煤矿的中心地带有一层致密的岩石层。在这种特殊情况下，只打一个矿井就会耗费很多的人力以及物力去打通岩石层，如果有一种简单省事的方法就最好不过。人们面对这个问题时的解决办法就是在岩石层两边各打一个井，然后再进行开采。这就是我们所说的矿井集约化工艺。当然，真正的矿井集约化工艺是很复杂的，同时它也可以解决很多开采中所要面临的具体问题以及巨大的挑战。

（四）对煤炭进行地下气化

将煤炭在地下进行气化（详见图1）是一种在开采中融入化学方法的开采工艺，是一种科学而且先进的煤炭开采工艺。比如说，当我们在开采时，遇到了无法钻透或者很难钻透的地层，我们常常会想到将煤炭进行气化的方法。这个方法融合了短壁开采工艺以及矿井集约化工艺的优点，对付开采后遗留下来的煤以及难开采的煤简直是信手拈来。通过一些化学工艺，将埋藏在地下的煤变成一种蕴含着能量的气体，然后通过管道等进行简单的收集工作，最终就完成了对煤炭的开采。这种简单易行的方法，不仅减小了开采的难度还提高了煤的纯度，这是对资源利用的一个重大的突破。（如图1）。

三、煤炭开采工艺的发展方向

（一）“三下”开采煤炭技术

提高技术水平，优化模拟计算与材料模拟，更加深入的研究煤炭开采上部的岩层运动情况及地表的沉陷情况，研究开采时需要考虑到的诸多因素所需要符合的必备条件，例如开采系统，优化各种参数；做好开采后的处理工作，加大深入研究充填材料的力度，不断更新新的充填技术；在矿区附近的村庄，需要巩固好房屋的结构或者是重建；靠近水流的煤炭开采技术，所需设备以及工艺参数的不断优化；采煤和城市发展相协调统一的规划，土地复垦技术以及矿井的再使用技术。

（二）煤矿开采技术的改进以及实现机械化

我国现在还存有不少小煤矿企业，这些煤矿有的是合法的，有的是违法的，他们的煤炭开采技术落后，设备跟不上开采的需求，面临着倒闭的危险。对于这些企业来说，国家关闭他们是有一定道理的，设施不完善，技术不先进，会出现安全事故。应该提高单井规模，研究及开发小型煤矿所适用的技术与设备，尽量实现开采的机械化。小型煤矿企业的采煤方式以及采煤工艺需要加以改进，提高工作效率和产出率，增强安全意识，提高对安全设备的监控，防止一些塌方之类的事故发生。

（三）完善巷道布置

煤矿企业需要改进开采煤炭的方法，完善设施的布置，尽可能多的获得煤炭开采效益。巷道的布置还有可以优化的空间，煤矿企业需要研究开发新的布置措施，以及专业的评价系统，最好可以达到开采方法、巷道布置以及煤炭分布条件的最佳组合。

（四）深矿采煤

深矿井开采煤炭具有极大的风险，做好一切预防措施，技术的支持以及设备上的完善。最为关键的开采技术是矿井内压力的控制技术、瓦斯治理技术和通风技术等，目前还没有完全攻关的技术是软岩巷道的掘进技术和冲击地压的预防及治理技术等。

结语

各种各样的煤炭开采工艺被应用于煤炭开采中，无论是出于什么目的，这些简单有效的开采工艺对于我们的煤炭开采事业都是一个强有力的助手。在资源缺乏的今天，高效的开采方式是我们的永远追求。煤炭资源的开采在我国矿物的总体开采上占据重要的地位，煤炭开采工艺的进步，保证了我国能源的供应充足，才能够实现能源的充分利用，推进我国的可持续发展。

[1]唐静，冯套柱，杜丽娟.中国煤炭产业集中度影响因素分析[J].西安科技大学学报，2011（03）： 311-316.