煤矿井下采矿生产技术与采矿方法选择

2015-04-17张鹏飞

机电工程技术 2015年8期

张鹏飞

（山西煤炭进出口集团左云东古城煤业有限公司，山西太原 037100）

随着煤矿产量的日益增多，为了提高煤矿的开采效率，就要改进煤矿的生产技术和采矿的方法。同时，如果没有选择合适的煤矿生产技术和采矿方法，对煤矿开采工作的顺利开展也会产生很大的影响。煤矿开采企业需要根据煤矿井下的实际情况对生产技术和采矿方法进行合理的选择，更好地确保生产的安全性、可靠性和高效性。

1 煤矿井下采矿的现状

随着现代化和智能化步伐的加快，采矿方法逐渐向着生产集中、规模化的方向发展，先进的采矿生产技术与采矿方法逐渐涌现出来，大大提高了采矿的效率，采矿产业逐渐成为国民经济产业中的重要部分。但是，目前煤矿井下采矿过程中仍存在很多问题。

1.1 地表塌陷

如果采用崩落采矿法对矿石进行回采，崩落上部矿岩会对回采的空间进行填补，这样就会导致地表塌陷。如果回采时采用空场采矿法，需要留下足够的采空区。采空区会对岩体中的应力进行重新分配，在采空区的周围会产生应力，进而产生地压，这就会导致空区顶板以及矿柱发生不同程度的扭曲、破损，使顶板脱落，地表发生坍塌。无论是发生何种类型的坍塌，都会对地表和周围的植被产生不同程度的破坏[1]。

1.2 废料排放

煤矿井下采矿系统说到底是资源开采与废料排放的过程。环境中的废弃物最主要的来源就是采矿活动。煤矿井下开采活动中出现的尾砂、废弃石块、粉尘和废渣，对环境造成了很大的破坏，大概占到工业固体废弃物排放总量的85%。当下的煤矿井下采矿模式已经对环境造成了很大的破坏，与我国可持续发展的要求不符合。

1.3 安全隐患

矿床开采的过程中产生的采空区、废石区，处理不当，就会埋下很大的安全隐患。采空区很容易导致煤矿井出现塌陷，产生滑坡等灾害；废石区很易引发泥石流等事故，这对人们的生产生活造成了很大的威胁，同时带来了难以估计的损失。

2 煤矿井下的采矿生产技术

2.1 采场围岩控制技术

采用现代的技术对采场围岩控制理论进行改进，对于提升煤矿开采的效率和质量都有非常重要的现实意义。从煤矿开采的经验来看，地质情况的准确勘探与现代化理论、分析方法和技术都有很大的关系。当煤矿开采区采场围岩不稳定时，可以采用采场围岩控制技术。当作业环境的地质条件不稳定时，就会对工作人员的安全造成威胁。将现代的开采理论和现代化计算机测量技术结合起来，就能够对地质构造进行精确测量，准确观测到岩层的实际情况，所以要对采场围岩控制技术进行完善，对煤矿场的岩层进行整体把握，提高煤矿开采的安全系数。

破碎岩层顶板和坚硬岩层顶板是煤矿井顶板的两个主要分类。在实际的煤矿开采过程中，需要根据井顶板的实际来选择合理的岩层控制技术，降低煤矿开采的成本。传统的处理岩层顶板的方法就是采用高压注水的方法，不仅耗资大，操作麻烦，而且对实际的开采工作不利。对传统的处理方法进行技术上的改进与创新非常有意义。所以需要进一步对新技术、新工艺进行研发[2]。

目前，我国对煤矿井下的开采工作的研究还不到位，在今后的工作中，应当加强研究，选择合理高效的开采技术，提升煤矿井下的采矿效率，更高效、更安全地开展采矿工作。

2.2 深矿井采矿技术

深矿井开采技术的工作主要是对深井进行布置、确保深井的安全、开采矿压的控制以及冲击地压防治。当下的深矿井采矿技术还不完善，在选择这项技术前，要先对深矿井进行实际情况的勘测，了解深矿井的应力场的分布情况和地质条件。当下，深矿井开采技术需要研究的重点是深井围岩的状态，应力场的分布特点，深井作业环境的改变，深井高效开采的相关技术手段。

2.3 巷道布置采矿技术

巷道布置采矿技术在煤矿井下的开采技术中相当重要，因为巷道的布置情况直接影响到煤矿开采的进展情况，影响到煤矿的开采费用。加强巷道的优化布置，能够对煤矿生产技术、开采技术、煤矿条件进行有效整合，使一些物质不必运出矿井，能够有效减少生产环节，提高生产效率。因此在实际的考察过程中，要对巷道的布置进行合理的安排，这样才能降低采矿的成本，提升煤矿的生产效益。要对巷道布置采矿技术进行不断改进，将巷道的作业环境与采矿技术结合起来，缩短采矿时间，降低采矿的费用。

2.4 高效集约化生产技术

在进行采矿的过程中，高效集约化的生产技术是必不可少的，这就要求在采矿工作的时候要牢牢把握生产集中这一中心，牢牢把握效率提高这一目标，以研究出更多、更好的设备和工艺。在实际的开采中，高效率的生产技术还会和高可靠性、高效率的生产系统紧密结合，进而形成一套完整的技术，同时要对生产技术进行不断改进，根据实际情况对设备和工艺进行改进，从而最大限度地扩大生产技术的使用范围，从而更好地保证采矿生产技术的高度机械化。

2.5 “三下”采煤技术

“三下”采煤技术是提升相近材料模拟和模拟数值运算，研究地表下陷规律和上覆岩层的运动规律，研究建筑物保护和地表水开采，并对控制沉降的重要技术进行不断改进研究，结合组合充填技术的使用，对煤矿开采区域周围的房屋进行稳固或者重新建造，选择合适的房屋保护的一种开采的技术[3]。

3 采矿方法的选择

为了不断提升煤矿井下采矿的效率和质量，就要对开采煤矿的技术、设备进行改进和创新，选择合理的采矿方法，提高煤矿井下采矿工作的安全性，保证采矿工作的顺利开展。首先就要对煤矿井下采矿生产技术进行选择，分析采矿的具体实际，对所选择的技术进行改进，提高采矿生产技术的利用效率，更好地满足现代化的生产要求。

当煤矿井下的开采区域具有明显的硬煤层或者硬顶板的相关特点，就要根据煤矿井的具体实际选择相应的硬煤层处理技术或者硬顶版控制技术，并将技术与采煤的工艺紧密结合加以利用，就会自然而然形成一套完整高效的现代化工艺。当开采的煤矿属于缓倾斜长壁薄煤层时，应当选择功率大、可靠性高的采煤机，要选择能够对煤层的稳定性加固的合适的采煤机，这样才能充分发挥出采煤机的作用，同时也需要根据薄煤层的具体实际对煤矿的采矿技术进行合理选择。

只有不断提高煤矿开采的机械化程度，才能真正实现煤矿井下开采的高效率，这就要求使用符合标准化要求的设备，同时建立完整的保证体系，采用合适的支架设备对矿井围岩进行稳固，同时还应当选用合适的监控设备对围岩的状态进行实时监控，并对采煤机的工作状况进行监督，不断完善液压信息，并对液压系统的运行状态加强检测和诊断工作，全方位提升煤矿井下的采矿效率。