煤矿采掘中的采矿工艺与方法分析

于琅

摘 要：目前，煤炭仍然是社会的主要基础能源，占到国内消耗的一次能源70%以上，在能源消费结构中占据绝对优势，尽管受到国家产业结构调整的影响，但是其主体能源地位在短期内不会发生明显的变化，仍将保持领先位置。而且，随着社会的发展，对煤炭的需求量将呈现整体上升趋势。然而，煤炭资源大多处于地表以下一定深度范围内，需要采取科学的采矿工艺及方法进行采掘作业，实现对煤炭的高效开采。

关键词：煤矿采掘;采矿工艺;方法

一、煤矿开采工艺研究

现阶段煤矿工程建设中存在的一些问题进行有效解决，现在越来越多的新的开采技术和方法已经被运用到实际的工程中，它们所起到的作用也会越来越重要。煤矿开采的核心是要集中化生产，让每个工作面的单场得以提升，充分发挥出每个单场的最大化效益。研究出在广泛应用范嗣，条件复杂多样的情况下，将科学管理技术和生产过程监控相结合，采用工艺简单、高效率、可靠性强的生产系统和开采布置系统，充分利用机械化设备的优势开发出对各种矿井煤层条件下采煤的成套技术。有效利用生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术和开发煤矿高效集约化生产技术以达到采煤过程全程机械化操作，以达到提高生产效率和经济效益的目的。今后煤炭开采技术研究的重点是：实现液压信息、支护质量信包、支架位态、顶板状态的自动化采集。通过研制可靠性高、功率大、体积小的薄煤层刨煤机、采煤机和适合刨煤机综采的液压支架，并加强完善相关支架结构的强度，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层（采高2.5m左右）高产高效指标的差距，加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止千斤顶严重损坏等方法来实现缓倾斜薄煤层长壁开采技术与铡顷斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采技术所组成的薄煤层、厚煤层工作面的总体配套技术。

二、采矿工艺与技术分析

2.1 露天开采和地下开采

露天开采和地下开采是由于煤矿类型的不同而采取的两种煤矿开采方法，同时这两种煤矿开采方法也是最为常见的。1）露天开采。采用露天开采的方式是因为矿层已接近表面，只需要将地表土移除，矿层就会暴露出来。这种开采方式是较为经济的，同时安全性也较高。其主要是在表土埋设炸药，炸开后用挖土机等设备将表土移除，然后将煤矿钻碎或炸碎，运往煤场进行加工处理，获取煤矿资源。2）地下开采。采用地下开采是由于煤矿层深埋于地底下且离地表较远，需要使用各种方式深入地底，才能够获取煤矿资源。在地下开采中，开采人员首先要把采矿层进行划分，然后通过对矿层物质的探测分析来确定开采方法，以保证有效安全的进行采矿工作。

2.2 充填式采矿法

充填式采矿法属于人工支护采矿法，是指在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，像采空区送入充填材料，以进行地压管理，控制围岩崩落的地表松动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。此类采矿方式只适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体。优点：适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等;缺点：开采条件较为复杂，工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力都较低;类型：干式充填法、水里充填法、胶结充填法、上/下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法、方框支架充填法。

2.3 崩落式采矿法

沿矿体边界挖有环形运输巷道;在矿体的上盘或下盘开挖切割巷道形成切割空间，在堑沟中向上凿钻扇形炮孔进行爆破，后退回采。优点：采场结构简单，减少了采掘工作量，降低了采矿成本，生产效率高、作业安全、使用灵活;缺点：需满足地表允许陷落的条件才能够使用崩落式采矿法;类型：壁式崩落法、分层崩落法、阶段崩落法。

2.4 空场采矿法

在矿体中形成的采空区主要依靠围岩自身的稳固性和留下的矿柱来支撑的一种采矿方法。优点：允许有较大的暴露面积;缺点：矿房采完后，要及时回采矿柱，并及时处理采空区或事先充填矿房;类型：房柱法、浅孔留矿法、分段法、阶段矿房法。

2.5 综合机械化采煤工艺

煤矿综合机械化采煤工艺主要是指工作面各道工序，如采煤、运输、支护、采空区处理等完全实现综合机械化连续作业的工艺系统。综合机械化采煤工艺的推广使用大大降低了劳动强度，提高了工作面回采效率，是当前煤矿最先进的回采工艺。（1）割煤。工作面采用滚筒采煤机完成割煤工序，一般滚筒采煤机主要分为单滚筒和双滚筒2种类型。为了更好地适应综采工作面顶底板高低起伏，我国煤矿常用的是双滚筒采煤机。双滚筒采煤机在进行割煤时，采用的是前滚筒割顶煤，后滚筒扫底煤的割煤方式;当工作面落煤后采煤机滚筒螺旋叶片将煤炭直接装入刮板输送机。（2）运煤。煤壁经采煤机破煤后将煤炭直接装入刮板输送机，然后经破碎机、转载机、可伸缩带式输送机后运出工作面。工作面安装的刮板输送机长度及运输能力必须满足生产需要。为了避免输送机超载运行，刮板输送机运输能力一般应大于采煤机生产能力。（3）工作面支护及采空区处理。综采工作面采用掩护式液压支架进行支护，通过对支架施加高压乳化液，抬升支架液压柱从而达到支护顶板目的。液压支架可自动实现切顶、护帮、推溜、移架等工序。

2.6 爆破采煤工艺

爆破采煤工艺一般是指工作面采用爆破方式落煤，人工或机械设备装煤、运煤，采用人工支护顶板的一套施工工艺。与高档普采、综合机械化采煤工艺相比，落煤采用爆破方法，未实现机械化水平，采用人工或机械设备单独装煤形成独立的施工工序。而其他施工工序与普采工艺基本相同。爆破采煤工艺可适用于不同复杂条件下采煤工作面，工艺适应性强。（1）落煤。工作面在采用爆破法落煤时，必须确保爆破定向精准，煤块大小均匀，保持工作面煤壁平直，且不影响工作面支护。随着爆破技术的不断发展，煤矿一般采用毫秒延期定向爆破法，不仅缩短了爆破时间，提高了出块率，而且大大提高了炮采工作面生产效率。（2）装煤。由于爆破施工时在冲击波的作用下，煤落后一部分直接装上刮板输送机，一部分需人工清理并装载。在施工条件允许情况下，可采用煤矿防爆装载机进行装煤。

三、采矿工艺与采矿技术的改进措施

3.1 严格遵守国家制定的规章制度

采矿是一门重要且有一定危险的职业。为保证煤矿企业的生产效率，企業的高管必须严格遵守国家制定的规章制度，依据国家制定的规章制度，在煤矿开采中，明确工作目标，严格遵守开采流程，并切实落实各个岗位人员的职责，避免违法操作。这样才能使煤矿企业长久的发展下去。在煤矿开采中，煤矿开采的工作安全系数非常低，煤矿企业可以建立煤矿塌陷的预警系统，对整个煤矿开采区域进行实时监控。

3.2 加强采矿人员的素质和技术培养

在煤矿开采的过程中，采矿人员的素质和技术是最为重要的一点，如果没有专业的素质和技术，那么久很有可能导致危险的发生。因此，企业应定时对所有工作人员展开素质培训和技术培训，加强工作人员的道德素质和工作人员对采矿技术知识的掌握运用。

结束语

随着社会发展的脚步不断加快，对煤矿资源的需求量也逐渐增大。因此，在煤矿开采过程中，就必须采用现代化的采矿工艺和技术，将采矿工作结合到安全和环保的理念中，积极采用绿色开采技术，才能够保证煤矿开采人员的安全，提高煤矿开采的效率，保护社会环境。同时，技术人员还需要不断地加强和创新采矿工艺与技术，提高采矿带来的环境与社会效益。

参考文献

[1]张钢举.煤矿采掘中的采矿工艺方法.技术与市场，2014，21（12）：107.

[2]牛魁只.浅谈煤矿采掘中的采矿工艺与方法分析.化工管理，2015，（27）：158-159.