浅谈井下采煤技术方法选择及影响因素

刘晓鹏

摘 要：我国是煤炭大国，在采煤技术及方法应用方面选择较多且研究较深，但随着当前社会发展对于煤矿需求的持续增加，采煤技术方法也需要拥有更多选择，不断改进与更新。本文所主要探讨的是井下采煤技术创新技术方法，并对影响井下采煤技术方法的内外部因素进行了相关分析。

关键词：井下采煤技术；应用条件；原则；方法；影响因素

井下煤炭开采是当前煤炭开采领域中最为关键的技术之一，它能深入地下深层进行深度煤炭挖掘，相比于一般采煤技术具有更高的参考价值性。在井下采煤的各项原则、指标、方法与影响因素把握控制方面已经具有一定深度。

1 国内采煤技术现存弊端

虽然我国的煤炭开采量与煤炭开采技术正在不断提升和进步，但在实际操作过程中还是存在诸多方面弊端，而且它们已经在当前煤炭开采高需求的现实开采工作中有所体现，详细讲存在以下几点弊端问题。

（1）当前国外数字化井下采煤技术已经逐渐普及应用，我国在该方面也必须跟上世界发展步伐，例如小型矿藏井下采煤技术必须得以更新，摒弃传统守旧的开采模式，提升开采效率，避免造成煤炭开采过程中的大量不必要损失。（2）我国在井下采煤方面系统化程度不足，整体表现为采矿协调性差，开采效率相对偏低，而且在自动机械化程度方面明显薄弱，缺乏严谨的统一运作程序，基本还未能建立一套完整的自动化流程，亟待改善。（3）在煤炭开采的安全防范能力与防范意识方面有所疏漏，具体表现为防范能力不高，不能对某些突发事件进行紧急回避与处理，这导致井下采煤作业无法得到有效保障，近年来采煤矿井事故频发就是佐证。究其根本，我国煤炭企业过分注重发展技术与效益，在煤炭开采安全管理方面还无法做到有效意识与技术提升，未能建立起一套安全且健全的防护体系，所以安全隐患也时刻存在，这阻碍了诸如井下煤炭开采技术的向前发展。

2 井下采煤技术方法选择的基本原则

（1）安全原则。如上文所述，井下采煤作业安全最为重要，所以在作业过程中也应该从始至终关注安全问题。井下采煤与传统采煤作业不同，它对生产技术要求与作业危险系数都相对更高，所以应该选择相对安全系数较高的井下采煤方法。再配合合理的煤炭开采过程科学管理，遵守国家所颁布的相关煤炭安全生产规程条例，实现“安全第一”的开采过程。（2）效益原则。井下采煤作业就是为了获得更高的经济效益，所以在作业实施过程中应该以效益根本原则为首要原则之一，希望不断深化、优化技术工艺，相应提高煤炭开采效率与质量，强化企业市场竞争力。当前，经济效益也已经成为检验煤炭开采技术过程的重要参数指标，所以应该尽可能从经济效益角度出发，选择与矿区条件最适合且最经济适用的井下采煤技术，实现企业效益的最大化。具体来讲要做到：第一，要要提高煤炭企业员工的职业素养与经营管理水平，间接提升井下采煤效率；第二，要采取能够减少采煤材料消耗量的采煤方法，比如钢材与雷管用量的缩减，但同时保持采煤高效率，为井下采煤作业缩减成本投入；第三，要强化采煤工藝的设计水平，直接提高煤炭开采质量；第四，要强化井下采煤作业的全过程组织管理，优化采煤工作面整体产量，实现每一个工作面单产产量的持续稳定。（3）高效率原则。要结合现代井下采煤技术来提高煤炭开采采出效率，懂得计算煤炭开采与煤炭产出数量、产出质量与开挖成本之间的利益关系。尽量选择技术水平高的开采方法，保证煤炭开采的高效率。

3 井下采煤技术方法的选择

3.1 井下采煤的基本条件

井下采煤的基本应用条件应该迎合开采方法，首先实现条件优化过程，具体阐述几点技术应用条件。首先是开采深度，该方面要通过大量开采作业实践经验与理论分析计算来得出结论。要充分考虑到井下煤矿生产中顶煤的冒放性与开采深度，确保两点呈现正相关关系，即开采深度越深，顶煤越容易出现冒顶现象。为此，井下采煤作业必须明确这一客观规律，开采深度把握方面在达到400m时就应该加以注意，防范顶煤冒放事故发生。其次是煤层强度，煤层强度会涉及到一个硬度系数值，如果顶煤的冒放性表现较好，就表示它的硬度系数值应该小于50m，是完整的煤层。另外，煤层强度也与煤层抗压强度、煤层的节理内外裂隙發育程度相关。第三是煤层厚度，井下采煤作业要首先确定开采煤层厚度（5～13cm），如果超出该范围采煤质量就会有所下降。一方面厚度太大不容易被机械充分破坏，导致煤矿的采出率过低。但如果煤层的厚度过小，则容易出现由冒顶所引发的夹矸率过大问题。所以说井下煤炭综放开采的最佳煤层厚度值应该控制在5～13cm[1]。

3.2 井下采煤的技术方法

（1）传统机械采煤技术。传统机械采煤技术适合于井下普采，它的技术特征是单滚筒采煤机配合采煤面进行井下煤矿开采。该技术的优势就是能够应用于不同厚度煤层。比如在厚度较大的煤层应用过程中，就主要以8字形进行开采，这种开采割煤方式能够解决井下开采工作不平衡弊病。但在厚度偏小的煤层中，就主要以单向割煤为基本作业方式。（2）长壁井下采煤技术。长壁井下采煤技术一般通过倾斜分层走向长壁下行的方法进行下行垮落采煤，这种井下采煤方法非常适用于那些中度厚度的煤层，或者倾斜度小于13°的煤层。该采煤方法也分为普采、综采与炮采，这其中综采最为常见也开采效益最高。选择哪一种井下采煤方法还要根据矿区井下的实际状况，例如工作面状况、开采深度状况以及矿井冒放性状况等等，做到具体问题具体分析，合理发挥长壁井下采煤技术的技术功能优势。（3）放顶井下采煤技术。放顶井下采煤技术方法属于当前的创新方法，它的工作原理主要分为：第一，要在井下每层部位设置一个高度为2～5m的采煤工作面；第二，对工作面实施人工松动，以便于后期放顶采煤；第三，要配合支架将破损为散体状的煤层放出。考虑到矿井本身存在一定压力作用，所以该技术要求在煤层厚度（6～12m）相对较薄的区域进行开采，而且要求放顶倾角小于12°，保证煤层开采过程中的顶煤工作面稳定性[2]。

4 井下采煤技术方法选择的影响因素分析

首先说外部因素，地质条件是影响井下采煤技术方法选择的最常见因素。以煤层开采过程中的煤层倾角为例，它就会直接影响挖煤巷道的形状与掘进方向，除此之外，它也会影响到施工期间的运煤方法。如果采煤技术工作人员不能提前了解煤层倾角而直接开采，很可能会出现巷道不稳的危险状况，导致井下采煤作业安全性与生产效率受到严重影响。另外就是煤层排水因素，在开采前应该测量煤层的含水量，如果含水量过大也会影响到煤炭开采效率，而且影响井下采煤技术工作人员安全，所以一定要做好前期准备工作，充分考虑各项外部因素。其次说内部因素，内部影响因素主要谈没谈企业的技术设备与采煤技术方法，如上文所述，要合理选择井下采煤技术方法，一方面要保证采煤技术的安全性与高效性，一方面也要考量采煤作业的创新性，配合传统井下采煤方法与新方法来实现煤炭开采，同时保证生产设备技术水平，将企业可能影响采煤工作的客观因素影响效应降到最低，保证采煤技术水平的正常发挥[3]。

5 结语

井下采煤技术方法在选择与应用方面要做到因地制宜，审时度势，正如本文所论述的，要明确原则、应用条件、影响因素，选择正确的开采方法，实现高效率井下开采过程，保证煤炭企业的综合效益稳步提升。

参考文献：

[1]苏重波.有关井下采煤技术方法选择及影响因素分析[J].低碳世界，2013，（17）：134-135.

[2]刘祖德，何维.井下采煤技术方法选择及影响因素分析[J].民营科技，2012，（4）：73.

[3]刘志华.井下采煤技术及采煤工艺选择与安全开采研究[J].建筑工程技术与设计，2016，（28）：1501