煤矿采矿作业中采矿工艺与技术分析

耿国春

开滦(集团)有限公司林南仓矿业分公司

煤矿采矿作业中采矿工艺与技术分析

耿国春

开滦(集团)有限公司林南仓矿业分公司

随着科学技术的不断发展，充填采矿技术不断地被广泛应用，与此同时，相关针对性的研究正在进行，这方面的应用还有更高的提升空间。虽然目前我国充填采矿技术的应用还存在着一些问题，但我们可以针对这些问题不断地进行研究，并不断地完善，研发出新型的工艺技术和充填材料，从而提高充填技术应用的经济效益。对常见采矿工艺技术在采矿作业中的应用及应用过程中需注意的问题进行分析，以期为采矿企业效益的提升、作业人员的安全提供保障。

煤矿工程；采矿工艺；技术分析

随着社会的快速发展，我国的采矿工艺技术逐渐趋于成熟，各种先进的采矿技术手段也被广泛应用于煤矿采矿作业之中。采矿工艺技术在煤矿开采业中占据十分关键的位置，直接影响着企业的整体利益，甚至威胁着工作人员的人身安全。因此，煤矿开采企业应重视采矿工艺的应用，采取机械化、填充法等 采矿工艺，不断提升采矿作业的经济效益。

1 煤矿采矿作业的特点

采矿作业具有一定的危险性，为了有效避免事故的发生，工作人员必须充分了解采矿作业的主要特点：①矿产资源的固定性，采矿作业的工作对象为矿产资源，它们是自然界存在的固定矿体，且具备一定的不可再生性，因此，矿址是无法随意选择的；②采矿人员的流动性，我国分布着很多中小型矿产企业，但这些企业的规模较小，生产力较低，加之工作环境恶劣、工人报酬低等因素，采矿工作中难免存在人员流动问题；③矿资的不可再生性，随着矿产资源的快速开发，矿资逐渐呈现枯竭趋势，为了保证矿资的原量供应，就需要进行深层开发，这不但增加了开采难度还降低了生产效率，甚至造成贫矿的出现；④矿产资源质量不稳定性，作为一项收益高、风险高的项目，矿产开发需要投入大量资金，加之其开采周期较长、开采条件复杂等因素，标准化开采简直遥不可及，极易影响矿资质量；⑤开采难度较大，采矿作业具有很大风险且多数在井下进行，实现自动化与机械化具备很大难度。

2 不稳定煤层开采技术难题

不稳定煤层因为其厚度变化大，地质构造复杂的原因，对矿山生产造成的重要影响包括以下几点：

(1)影响采区巷道布置。已经完成的开采设计，巷道布置计划等，因遇到厚度变化大的不稳定煤层而不得不做出改变。一开始设计为针对厚煤层的分层开采，煤层突然变薄则必须改为单一开采，而正在进行的薄煤层单一开采突遇煤层变厚，又必须转为分层开采。不管哪种情况都需要将已定的正在进行的巷道布置计划做出调整。

(2)影响计划产量。根据薄煤层制定的单一煤层开采计划遇到煤层变厚的情况，要改变原有的巷道布置，造成回采工作的延误，影响到矿区的生产计划及接续。而根据厚煤层制定的分层开采计划遇到煤层变薄情况，虽不会延误生产工作，但是造成了资源和工时的浪费，间接影响了产量。

3 采矿作业中的采矿工艺与技术管理

3.1 采用的开采方式包括以下三种

1)分层下行开采。这种方式在不稳定煤层的开采中最为常见。对于煤层较厚的情况实行分层开采，沿走向设置长壁工作面，然后从上至下进行开采。不过又因为其厚度变动大，分层的方式不能再改变，所以工作面的生产效率以及回采率仍会受到影响，而且也不符合综合机械化开采的条件，更加限制了生产效率。

2)恒底分层开采。这种方式是把回采工作面一直跟着底板的变化设置，首先将沿着底板的最下面的分层回采完毕，等顶底板完全垮落并稳定后沿着底板设置接下来的分层，同样根据上述步骤完成其他分层的回采。不过这种开采方式的要求是之前分层的煤层充分跨落后可以形成安全稳定的再生顶，条件不好的煤层不能适应，且上层垮落后到下层开采前需要一段稳定时间，影响生产进度。

(3)一次全厚开采。一次全厚开采法，可以比较好地处理缓倾斜不稳定煤层的开采情况。这种方法要求沿煤层底板设置工作面，沿走向长壁式回采底部煤层后再放顶煤，一次性将该层煤采完，巷道布置相对容易，工艺简单，节省时间，安全高效。工作面始终沿底板向前开采，不稳定煤层的厚度变化对其影响不大，且顶煤和底煤不会丢失，将煤的损失量降到最低。因此，这种方法可以作为处理缓倾斜不稳定煤层的最优方案。

3.2 一次采全高和放顶煤的适用条件

一次采全高综采工艺适用条件：①适用于煤层赋存稳定，厚度变化不大，煤层厚度小于7m(目前国内最大一次采全高为7.0m)的矿井；②适用于煤层顶底板较稳定，可以适应大采高支架重量和支护强度，同时顶板有一定的强度，能保证支架支撑状态良好，不易发生冒顶事故的矿井；③适用于煤层有一定的强度，裂隙不发育，回采过程中煤壁片帮较小，煤体保持相对完整，能保证梁端距在可控范围内的矿井。

放顶煤回采工艺适用条件：①适用于煤层普氏系数不大的矿井，以普氏系数1～2的顶煤放出效果最好；②适用于开采深度较深的矿井，开采深度越深顶煤冒放性越好；③适用于煤层直接顶属中硬，以粉砂岩，中粗砂岩的矿井；④适用于煤层厚度较厚的矿井，一般在4m以上，合理的煤层厚度以采放高度比为1：1～1：2最适宜，但不得大于1：3；⑤适用于煤层节理裂隙发育程度在0.3～0.4m的矿井。总体来讲，裂隙发育程度高利于顶煤的再次破碎与冒落成均质松散体，此时顶煤放出具有明显的规律性，且回采率高。

综述，经济社会的深入发展，我国煤矿方面的开采技术也日益更新，空场开采、填充开采、崩落开采等先进方法不但确保了工作人员的安全，还顺应了国家绿色低碳的环保口号，是我国的煤矿开采行业进入了一个崭新的发展阶段。因此，新时期的煤矿产业应该不断更新工艺技术，确保采矿的工作效率，以保证企业的长久、稳定发展。

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[2] 高泳杰. 煤矿采矿作业中采矿工艺与技术分析[J]. 科技展望，2016，09：47-48.

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