先进采煤技术及开采方法的研究

陈志斌

摘  要：煤矿开采作业具有危险性高的特点，要从根本上提升煤矿采矿效率以及安全性，必须结合实际采用先进的采矿技术与方法。鉴于此，本文阐述了采煤技术的发展，分析了煤矿开采方法选择需要遵守的原则，而后对一些新采煤技术进行了研究。

关键词：采矿技术;开采方法

前言：煤矿开采过程中频频发生安全事故，受到了来自社会上各领域的关注，为了使企业能够稳定发展，并且积极的对相关政策作出回应，煤矿采掘作业中的采煤技术一直都在优化、更新，使其更具安全性，并且在此基础上进行质量、产量与效率的提升。

1.采煤技术的发展

我国的煤矿资源丰富，相关的调查资料显示，在我国境内已发现煤炭储量约有1.5万亿吨，煤矿开采技术随着煤矿资源需求及煤矿企业需求提升，实现跳跃式发展。我国的采煤工业在60和70年代普及了机械化与综采煤设备工艺，普通机械化工作面的装备进行全面的更新，使用π型长钢梁支护顶板等新设备工艺，综合机械化采煤工作面向大功率程序化发展，到九十年代，高产量煤矿开始建设，于2005年建设完成了一批，这时我国的煤矿产量已经有二十一亿吨，位居世界煤矿产量第一。综采工作面最高年产量达百万吨以上。目前我国国有重点煤炭开采企业采煤机械化程度达到了百分之九十以上，采煤技术工艺的发展经过了综合机械化采煤工艺、爆破采煤工艺等等。部分煤矿已实现了智能化采煤工作面和智能化掘进工作面及辅助系统智能化。

2.煤矿开采方法选择需要遵守的原则

2.1安全性

近年来，在科学和信息技术不断进步的背景下，各种先进采矿技术以及方法被广泛应用于煤炭资源开采作业当中，一定程度上降低了采煤作业过程中安全事故发生的概率[1]。但是，煤矿开采作业中不合理应用采煤技术的现象仍然存在，严重影响了安全采煤目标。从整体上来看，只有结合实际不断引入采矿新技术与新方法，才能够实现煤炭安全生产的目标。

2.2经济角度出发需合理

企业选择一个采煤方法首先是探查该采煤方法的效率及质量，而正式投入使用的决定性因素确实从经济角度出发，考虑该方法投入使用是否合理，经济考虑包含很多内容，具体讲有五个方面：一、采煤工作面，煤矿的产量直接的决定了企业的经济效益。二、采煤效率，采煤效率也包含人工与采煤设备两个方面。三、材料的消耗，在采煤作业中，会产生一些能源消耗，比如炸药消耗、电能消耗等。四、煤矿的质量，这也是除采煤效率与采煤产量之外煤矿企业所看重的另一个指标，先进的采煤技术，可以有效将煤与矸石等区分开来，最大程度清除煤炭灰分含量。五、采煤成本，人工费与材料购买费用等。通过这些方面的分析可以发现，究其根本经济考虑便是煤矿的经济收入对比经济投入如何。

3.煤矿开采先进技术研究

3.1爆破采煤技术

爆破技术起源比较早，但是实用性较强，可以应用在大多数采掘活动中，因此在现阶段的煤矿开采作业中依然在使用，在完成爆破后，人工与机械一起进行后续的采煤工作。除了实用性强外从经济角度出发，只需要炸药和雷管的投入而已十分划算，弊端则是无法进行常规化生产，工程进度缓慢，很多劳动条件与内部环境需要进行调整。

3.2综合采煤工艺

综合采煤工艺的特点表现在采煤效率上，且可以明显降低劳动强度与难度，在很多煤矿采煤过程中都有应用。具体开展步骤：一、切割煤炭环节中，破煤、落煤与装煤三个环节，利用采煤机等设备;二、运输刮板机生产能力与采煤机相类似，但是采煤机的综合效益相对较低;三、工作面支护由及时支护与滞后支护两种方式组成，及时支护通常在顶板压力超过一定的标准时使用，很多顶板的稳定性无法保证，液压支架大多使用高压液体，如此可以完成对顶板的支撑与推移等作业，具体作业流程见图一[2]。

3.3综采放顶煤采矿技术

以往的采煤作业中，厚煤层的采煤效率始终无法得到提升，因此综采被研发出来。这种采煤技术是以综采的液压机为基础，进行一些改造措施，经济投入较低。经过一段时间的传播与再发展，放顶煤技术成为了厚煤层开采中的顶流技术，煤矿开采作业中，矿山压力使顶煤破裂，之后从放顶煤支架后方的放煤口放出，详情见图二。顶煤排放时，需要进行干预，将采集比控制在合理的程度，就可以一次性对数倍于采高的煤层进行开采。一般情况下，采煤与排放比都会确立在1：3，这是为了确保煤矿的回收率。这项技术也有个明显的缺点，在井下作业的工作人员可以明显感觉到，便是对比其他技术而言，产生的粉尘较多，由此会引发一系列的安全问题[3]。

3.4煤矿开采充填法

煤矿开采会引发一系列的生态问题，比如前些年频繁爆出新闻的煤矿上方塌陷，由此一些煤矿企业开始推行充填煤矿开采技术，用来解决地表沉陷与水断流等问题。充填技术具体作业内容是，使用一些合理的材料将开采过的空矿区进行填充，保证岩层的完整性，充填材料由最开始的水砂、矸石等一步步发展，到现在各种合成材料，比如说矿山全尾砂胶结充填系统，它将采煤产生的煤矸石、尾矿等固体废弃物与粉煤灰、胶结剂等材料复合而成的高密度流体，再通过充填泵加压，经过管路输送到井下的采空区，支护采场围岩、匹配采矿作业。

总结：综上所述，煤矿开采作业中，一些新技术的应用大大提高煤矿井下作业的安全性，并且解决了部分煤矿环境无法顺利开采的难题，提高了煤矿的产量与质量，煤矿开采充填法、综采放顶煤采矿技术的应用，有效改善了井下作业环境，使煤矿企业能够稳定、可持续性发展。

参考文献

[1]李飞.煤矿采矿工程设计与施工中应注意的问题及对策[J].发明与创新（大科技），2018 （10） ：32;34.

[2]李东红.关于煤矿采矿新技术与开采方法的分析探讨[J].石化技术，2019，26（08）：151+155.

[3]韓佳峰.煤矿采矿新技术与开采方法的探讨[J].石化技术，2019，26（03）：194.