浅谈煤矿采掘中的采矿工艺及采矿方法

陈冠希

摘 要：在当前的国民经济建设过程中，各行各业对能源物质的需求量逐渐增大，煤炭是重要的能源物质，是仅次于石油的主要供能产品，当代的煤矿企业，对煤矿开采的效率，开采机械设备的利用率要求越来越高，为了提升自身的优势与竞争力，采矿工艺与采矿方法不断创新与优化，各种新技术新设备不断推陈出新，为降低投入，提升煤矿开采质量提供了有利的保障。本文针对煤炭开采过程中的工艺方法进行研究，重点介绍采矿方法的应用与发展。

关键词：煤矿挖掘；井下煤矿；露天煤矿；工艺方法

引言

我国是煤炭开采大国，也是煤炭进口与消费大国，如何提高煤矿开采效率，保证开采质量，提升能源物质的利用，是当前煤炭企业的重要议题。煤矿企业为了提升效益，提高劳动生产率，在改进开采设备，提升开采机械自动化程度的基础上，通过采矿工艺与方法上的不断优化与创新，提升采矿质量，降低采矿过程中事故发生的概率，最大化的利用资源，实现提高采矿的综合效率。本文着重介绍采矿工艺流程、方法，并对采矿工艺的发展进行详细探究。

1 煤矿的开发与采矿过程介绍

1.1煤矿的开发过程简介

煤炭的开发与生产通常分为两大过程：矿场的开发过程与矿石的开采过程，即首先是对矿山的开发，如地下矿井需要深度挖掘采矿通道，直通到矿石位置，然后构建开采体系，进行下一步的矿石开采。煤矿的开采与生产过程是指在矿山的开发过程完成后，建立采矿体系，设备安装，进行采矿直到矿石运输以及交付的过程。

1.2矿石的开采流程介绍

采矿的生产过程包括以下几个方面：一、矿石的分离，切割。二、矿石的回采，矿石的回采分为落矿与出矿两大部分，将矿石以标准的尺寸从矿床上分离的进程称为落矿。落矿通常的方法是使用炸药进行爆破或使用机械化设备进行开凿。出矿，是指将标准大小的碎矿石从矿道內运出的过程，通常使用机械化设备进行搬运。三、矿石的运输，是指矿石在经过回采以后，将矿石运输到仓库或交付到矿石加工厂的过程。四、井道的管理。五、运输过程中混矿，是指在运输期间使矿石均匀混合的过程。六、井道内废石清理，是指对矿道内产生的废石进行清理与排废。

2 煤矿开采的主要方法

采矿的工艺方法根据矿床的地质条件、矿床内矿石的性质、使用的设备、施工技术等因素的不同采用的方法也不同，工艺流程、使用的机械化设备、运输方法、井道的排布都需要根据矿山的实际情况而定，没有哪个矿床的条件是相同的，相应的采矿工艺与方法就会发生变化，选择最优的方案提升经济效益，降低能源的消耗，是制定采矿工艺与方法的总体原则：

2.1地下井工的采煤方法介绍

煤矿根据矿石的存在形式可以分为“井工”与“露天”两种形式，采煤方法也主要根据这两种不同的煤矿形式进行划分。地下井工采煤的方法与应用分为壁式采煤与柱式采煤两种：

壁式工艺采煤，由于矿层厚度上的差别，较薄或厚度适中的矿层通常使用长壁式一次采煤法，如果矿层的厚度较厚，实际采煤过程中会将煤层进行分层，变为较薄的煤层再进行长壁开采。壁式采掘根据其设备的开采轨迹分为长壁与倾斜角度两种，长臂开采其运动轨迹是直线的，而倾斜角度开采其运动轨迹与法线方向会倾斜一定角度，根据矿石的地质条件选择不同的壁式开采方式以提高开采效率。壁式井工煤矿开采方式其工艺方法主要有爆炸工艺、通用机械化采煤工艺、自动机械化采煤工艺。爆炸工艺是通过在长壁的煤矿开采表面，使用炸药爆破的方式与方法进行煤矿的开采过程。机械化与自动机械化采煤工艺是根据使用设备的自动化程度来划分，整个采煤过程全部实现自动化的方式称为自动化机械采煤。现代的采煤设备已经向着高度集成自动化的方向发展，为采煤效率的提升提供了必要条件[1]。

柱式工艺采煤，柱式采煤可以理解为将煤矿分为若干小的矿房，这些矿房之间由通道相连，在矿房开采后只剩下一个个的支撑柱子，根据这些柱子的形状将此种采煤方式称为柱式采煤。矿房在开采以后剩下的柱子最后进行开采。柱式采煤法也分为多种形式如典型的煤房式，煤房与煤房之前通过煤柱间隔的煤柱式，以及巷柱式等等。

2.2地上露天矿场采煤方法介绍

地上露天式煤矿的采掘方法主要按矿床的平缓程度而采取不同的采矿方法，其开采工艺分为间隔式、循环式、半连续式三种工艺。矿床的倾斜角度小于十二度平缓矿床的开采，根据矿场岩石的地质条件不同选择不同的开采工艺，循环式效率最高，适合于地质情况较为松软的矿层，而间隔式不受矿层质地限制，但效率相对较低。半连续式则介于两者之间，效率适中[2]。

对于煤矿矿床的倾斜角度大于十二度的倾斜矿床，采矿的方法主要有阶梯法、分区域分时法等。阶梯法是使用机器挖掘台阶，将采掘平台设在台阶上的方法。分区分时法是指对陡度大或区域大的矿层分区域的不同时间加以开采，分区域分时间开采主要目的是先将矿层厚，品质好的区域率先开采。

地上露天矿场的开采过程主要是现场爆破、采掘矿石、装运、排土。在开采过程中要确保施工的安全，防止事故的产生。

3 煤炭开采工艺展望

我国现代煤矿的开采工艺发展十分迅速，但综合技术相比发达国家还有差距，未来的开采技术主要向机械自动化开采方向发展，注重自主技术的研发与创新，提高设备的安全与施工过程中的安全，提升开采质量以及开采效率。智能化是未来开采技术发展的方向，由于煤矿开采过程中经常会发生事故给工人及煤矿企业带来安全及财产隐患，因此人工智能是未来主要趋势。节能、环保、减排及提高效率也是煤矿开采重点发展的方向，当前煤矿开采过程中对环境的破坏以及对周围环境的影响非常大，随着技术的进步，未来的煤矿开采会降低对环境的破坏，保护人类的生存环境。

4 结束语

综上，煤炭是我国经济建设的重要能源物质，我国当前的煤矿开采技术发展非常迅速，露天、井下开采的机械化程度很高，随着科技的进步，未来会向着智能、机械自动化、节能环保方向发展，提升开采的综合效率，节约能源，提高开采质量与经济效益。

参考文献

[1] 任建华.试论煤矿采掘中的采矿工艺及采矿方法[J].中国高新技术企业，2017（4）：150-151.

[2] 侯存虎，杭忠国，孙庆波.探究矿井采掘生产中的采矿工艺与方法[J].科学家，2017，5（4）：37-37.