煤矿井下采矿技术存在问题及解决对策

张其堂

中图分类号：F407.2 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2018）4-159-02

摘要 我国是世界第一大产煤国，而且我国的一次能源消费中70%的比例被煤炭资源所占据，所以对于我国来说，煤炭行业是关系我国经济命脉的重要基础产业，煤矿资源又是确保经济社会发展的重要前提。随着经济社会的不断发展，社会对煤矿资源的需求量依然在不断上涨，这对煤矿企业的生产质量和效率提出了更高的要求，同时安全生产的问题也不容忽视。目前我國煤炭行业安全形式稍有严峻，因此要着重预防和控制煤炭行业事故的发生。基于上述问题，本文对现在煤矿中的井下采矿技术普遍存在的问题进行了分析，并讨论得出了相关的解决对策，为我国的煤炭事业的快速发展提供一点参考帮助。

关键词 井下采矿技术 存在问题 解决对策

煤是当今我国第一大能源，煤矿资源的生产通常以井下开采作业为主，我国的地质条件比较多样，煤炭资源较为丰富，不同地区的煤矿开采便因地制宜。井下采矿技术是煤矿开采和生产的关键技术，其中的要点就是对于井下采矿需要结合传统的人工采煤技术，保留其合理的经验技巧，同时又要使用先进的高端科技设备进行总体控制，从整体上把握开采作业的安全高效。目前随着科学技术的不断发展，井下采矿技术不断得到了完善，井下采矿的效率也在不断提升，但是仍有一部分井下作业问题还没有得到解决，下文先简单介绍井下采矿技术的要点，并就井下采矿技术的安全问题进行详细分析并寻找解决方法。

一、井下采矿技术介绍

目前我国煤炭资源井下开采的一般步骤就是先要安排专业人员对所要进行的煤矿开采地进行巷道布置及工艺技术选择，然后开发商聘请专家进行点评，对其中不合理的开采方案和开采方法进行改进，最终确保所选的开采技术采布置方案与实际情况相匹配，从而实现开采效益最大化的目标。

（一）井下煤炭主要开采方法

目前井下煤炭开采方法的主要差别是地压管理中的回采空区处理方法不同，那么根据这一处理方法的不同将其分为三类，分别是空场法、崩落法、充填法。空场法和崩落法都是采用崩落围岩的方法处理采空区。空场法中主要有分段空场法、阶段矿房法。

（二）井下采矿主要技术

1.机械化采矿技术。井下机械化采矿技术是井下开采最常用的一种开采技术，该技术主要利用滚筒式采煤机和相关机械化生产设备进行开采作业。从总体来讲，井下机械开采的效率不高，不过在面对一些煤炭资源形成面比较差的采矿工作时作用巨大。

2.水力采煤技术。该技术的原理是借助水流的作用进行井下运煤作业，因为其是采用水流作业，采矿人员便不需要下井工作，从一定程度上提高了安全性，极大降低了煤炭开采事故的发生率。同时，水力采煤技术还能打破井下地形条件的限制，不仅减少了煤矿开采工作面的支护，还简化了井下采煤的操作工序，安全又高效。

3.爆破采矿技术。爆破采矿技术也是井下煤矿开采常用的技术，技术要点主要包括打眼和落煤。操作人员根据勘探结果选择炸药和雷管，然后再精确计算的情况下爆破，最终安全落煤。爆破过程要对参与人员做好保护措施。

4.地下气化技术。地下气化技术是指煤炭在燃烧过程中产生的热化学作用，该燃烧过程可以被控制，从而实现煤炭的地下气化。该技术的特点是投资少、成本低、安全高效、工期短、效益高，适合像我国地质条件复杂的煤矿开采工作。

二、井下采矿技术的主要问题

（一）煤矿井下自燃发火

从科学方面讲，煤炭自燃过程的实质是煤氧化放热和散热这对矛盾运动发展的过程。当在井下的煤炭发热大于散热，一旦超过临界温度，煤体就会发生自燃。煤炭自燃情况的关注要点是煤的放热强度。在我国，煤矿的主要灾害之一就包括自燃火灾，而且自燃现象绝大部分发生在采空区附近。其中煤体放热的主要根源是煤氧复合，常温条件下，煤氧的复合速度缓慢，因此对两者的复合程度难以区分，进而就无法很好的控制自燃现象的发生。

（二）瓦斯事故

除了自燃这一煤炭事故之外，瓦斯事故又占了煤矿灾害事故很大的比重，瓦斯事故在井下采矿作业中发生率较高，危险和后果也十分严重。瓦斯事故的主要表现形式是瓦斯爆炸，主要就是瓦斯在一定空间内浓度超标引起的。瓦斯是与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，它的主要成分为甲烷，其热量值是煤的2～5倍。可以说瓦斯与天然气相当，与天然气燃烧一样，没有污染，但是在井下作业时，瓦斯的浓度很难控制，当瓦斯空气浓度达到5%～16%时，遇明火就会爆炸，如果此时井下开采环境的通风条件又很差，就更加大了爆炸的危险。这便是瓦斯爆炸的根源所在。但是如果把井下的瓦斯直接排放到大气中，其又会对环境造成巨大的破坏，所以在实际井下采煤作业中必须对瓦斯进行科学的处理，全面放止瓦斯爆炸事故的发生，降低因此带来的经济损失。

（三）内部空间支护结构的设计困难

我国井下采煤作业时基本采用的是木材支护结构，这无疑对于内部的安全有所影响，即可能带来的煤矿内部坍塌问题，这就需要对采用木材支护结构所带来的安全隐患进行系统分析，针对以往因此而发生的事故的发生频率进行全面统计，最后决定是否需要全面转换际支护材质，促进井下采煤作业的整体安全效益。

三、解决办法

在上文介绍了井下采矿作业的主要问题后，结合现代煤矿井下开采的规范要求和相关作业标准，提出以下解决方法：

（一）注重井下开采地热的控制

在上文分析提到的第二个瓦斯事故中介绍到，瓦斯是伴随着煤炭的生成而存在的，所以井下采矿作业中，由于煤矿自燃条件所产生的客观条件决定了瓦斯或者地热问题是不可避免的。做好井下的通风和地热控制是井下开采煤矿所需要关注的首要问题，这可以有效化解掉由瓦斯和地热所带来的对煤矿井下开采安全的威胁。在井下采矿过程中，地热会随着煤矿开采温度不断的增加而相应提升，此时平时简单的通风措施对于降低井下作业环境的温度效果并不明显，所以必要时，需要在井下安装空调来实现降温的目的，从而确保开采生产安全。目前在井下煤矿空调的安装方面主要有两种方式，一种是集中安装的方式，另一种是分散安装的方式。这两种安装方式的主要区别点是成本，分散式空调的安装成本比较低，安装的过程也较为简单，但是该方式安装的空调制冷的温度是却比较低，所以在目前煤矿空调安装中并没有得到非常广泛的应用，相反的，集中式空调安装在现代煤矿井下开采中应用广泛，不仅仅是因为此安装方式的降温效率高度，而且其通风效果好，能够有效的改善井下的高温问题。

（二）严格遵守井下开采事项要求

所有煤矿企业本身就在井下开采过程中制定了相关注意事项，为的就是保障开采过程的安全以及开采人员的人身财产安全，同时确保煤矿井下开采作业的顺利进行。那么在井下采矿过程中，为了确保井下开采的安全和效率，必须严格遵守以下注意事项：

1.所有人员在井下作业和行走的过程中，严禁打闹和嬉戏，在经过斜井的时候，一定要做到行车和行人想分开，做好井然有序，安全至上。

2.每个下井人员都有恶人对井下的一切通风设施进行维护和保护，从而确保井下作业的通风效果达标。

3..在进入井下作业之前，要安排专门人员对下井人员携带的物品进行严格检查，以下如点火用品、安全帽、自救器和相关工具等必备工具可以携带，危险品易燃品要严格禁止等。

4.当井下作业机组出现问题的时候，为了确保生产安全，一定要在第一时间与采矿的现场指挥和负责人员相联系，及时处理机组故障，为后续的开采工作奠定良好基础。

四、结语

我国的煤炭开采规模和数量巨大，并且由于国各个地区的地质条件的差别较大，因而不同地区的井下开采过程所采用的方式和技术选择也是不同的。因而要根据具体情况具体选择。同时为了有效避免井下开采过程中的瓦斯事故、自燃起火等问题，就要在开采过程中格外注意做好通风降温、巷道设计、注意事项遵守以及井下开采技术优化选择等相关工作，确保井下采矿作业安全高效进行。