煤矿采煤方法与采煤技术的选择及其影响因素

2022-08-08柳勇勇

当代化工研究 2022年14期

＊柳勇勇

（柳林县安全生产技术服务中心山西 033300）

由于我国地貌较为丰富，因此各地域的煤矿资源类型极其多样。为此，需要煤矿开采单位结合当地实际的地质情况，针对煤矿分布的特点，采取具有针对性的采煤方法与采煤技术，才能最大程度提高煤矿开采效率。现代煤矿开采单位，必须掌握影响采煤方法及采煤技术的具体因素，合理应用于煤矿开采作业阶段，才能保障煤矿开采单位的经济及社会效益。

1.采煤方法与采煤技术的选择影响因素

想要获得理想的煤矿开采效果，就需要结合多样化的影响因素，科学选择煤矿开采的方法及技术。煤矿企业对采煤方法及采煤技术的选择，首先要立足于煤矿整体的地质特征与地质条件，深入勘探煤矿的地质构造，结合煤矿的地质特征选择最合适的采煤方法、采煤技术，才能满足煤矿开采的实际需求[1]。作为煤矿企业，需要在煤矿开采环节考虑到经济效益，不能盲目扩大开采范围，对煤矿开采做出合理管控，才能从根本上避免出现入不敷出等一系列问题。由于采煤对时间、成本的消耗是极为巨大的，为此要结合煤矿企业的投入成本，选择合适的采煤方法及采煤技术，争取能用最少的成本，提高煤矿开采的质量及效率，并保障煤矿的回采量。煤矿企业使用的采煤技术要及时更新，满足煤矿开采的本质需求，采煤工人的专业技术水平也会影响煤矿开采方法及技术的选择。结合煤矿开采的规模、成本等因素，选择合适的采煤方法及采煤技术，构建相应的开采团队，才能确保煤矿开采的有序推进。

2.采煤方法与采煤技术的选择原则

（1）高采出原则是选择采煤方法与采煤技术的基础，要防止煤矿在第一次开采后二次开采的问题。煤矿开采本身就是高危作业，二次开采在无形中增加了作业的隐患，甚至容易引发一系列的安全事故。此外，二次开采对煤矿资源的损耗十分巨大，为此需要坚持高采出原则，争取煤矿开采一次完成[2]。

（2）低破坏是煤矿开采的又一原则，煤矿开采必然伴随着对矿区的破坏，开凿的矿洞对地表会产生一定损坏，甚至容易引发一系列的地质灾害。为此，煤矿企业在采煤环节，需要结合煤矿的地质条件、煤炭的分布情况，选择适合的采煤方法与采煤技术，尽量减少对矿区的破坏。

（3）将安全放在第一位，保障煤矿开采的安全性。随着我国对安全生产越发重视，煤矿公司也必须减少煤矿开采的安全隐患，才能实现可持续性发展。煤矿企业要积极利用先进的煤矿开采技术，严格按照煤矿开采工序，检查好各个煤矿开采流程，确保各环节的安全性，让安全生产能够落到实处，避免在煤矿开采过程中出现安全问题。

3.煤矿采煤方法的选择

（1）井下采煤方法。随着我国煤矿事业的高速发展，越来越多的采煤方法也逐渐应用于作业，而不同的采煤方法也有着各自的优势与不足。在当前阶段，井下采煤仍然是我国煤矿开采常用的采煤方法。由于地质条件对煤矿的影响是最直接的，大多数煤矿都分布在地下较深位置，开采煤矿也就面临着比较苛刻的基础条件[3]。合理运用井下采煤方法，能够开采与挖掘出位于地下深层次的煤矿资源。相较于其他采煤方法，井下采煤方法的特征是稳定性和安全性较高，运用于实际煤矿开采作业环节，也能发挥出比较理想的效果。实际的井下采煤方法运用，基于煤矿深度的影响，需要配备相应的通风系统，将井下的瓦斯等有害气体及时排出，保障矿井内部的通风性能，才能确保开采人员的生命安全，避免出现瓦斯中毒和爆炸等安全事故。应用井下采煤方法要立足于“一通三防”的原则，判断煤矿井下的水环境状况，根据地下水环境的差别，也要选择多样的采煤方法。

（2）露天煤矿开采方法。露天采煤方法是一种传统的采煤方法，在煤矿开采的最初阶段就已经进行了应用，一般会用来开采埋藏较浅的煤矿。虽然随着采煤方法的发展，露天采煤已经逐渐落后于时代，但也能有效拓宽煤矿开采的空间，让煤矿开采有更广阔的作业范围，这是其他采煤方法无法比拟的。运用露天采煤方法，能够有效保障煤矿开采人员的生命安全，让煤矿开采环境变得更加稳定。由于露天采煤的空间较为广阔，所以一些体积较大的机械设备也能发挥作用。综上所述，露天采煤方法对机械化采煤的实施有一定推动作用，借助先进的机械化设备，降低了采煤工人的劳动强度，在提升煤矿开采效率的同时，也为煤矿企业节省了劳动力、资源成本。在露天采煤的过程中，对煤矿地质条件的了解也会变得越发深入详细，进而优化煤矿开采及使用的效率，提高煤矿企业的经济及社会效益。

（3）急倾斜层采煤方法。急倾斜层采煤方法对采煤工作人员的专业技能水平有较高要求，因此运用也存在一定的限制。在实际采煤作业阶段，采煤单位需要详细勘探煤矿周围的地质条件，分析煤矿是否具备满足急倾斜层采煤方法的基础条件，在此前提下才能合理应用急倾斜层采煤方法。在保障煤矿开采操作性能的基础上，优化设计煤矿开采技术，制定完善合理的煤矿开采工作方案，才能有效运用急倾斜层采煤方法，并发挥出应有的功能与作用。为此，需要针对急倾斜层采煤方法，构建有效的技术体系，才能开展后续的采煤作业，保障煤矿开采作业整体的安全性。详细分析煤矿开采范围的地质条件，根据煤矿开采的实际情况和程度，以及急倾斜层采煤方法的技术要点，合理应用急倾斜层采煤方法，确保煤矿开采整体的有序性。在开采的同时，对煤矿内部的瓦斯及粉尘浓度实时检测，并采取有效措施提高煤矿通风性能，保障开采人员的生命安全，才能发挥出急倾斜层采煤方法的应有效用。

（4）倾斜长臂方法。虽然倾斜长臂采煤方法的应用较少，但针对特殊的地质环境，往往能发挥出明显的作用。在煤矿开采环境允许的基础上，合理运用长臂采煤设备，根据煤矿开采的环境，确定煤矿开采的倾斜度，用缜密的计算与分析，设计出针对煤矿开采的倾斜长臂采煤方法。设计人员不仅要对倾斜长臂采煤方法有所了解，并且也要掌握煤矿开采的实际情况，了解煤矿开采的空间环境及相应要求。例如：在设计斜柱时，必须要计算好斜坡的倾角，确保计算的精准度，才能控制好采煤方向产生的分离作用。倾斜长臂方法适用于煤层分布倾斜角较小的煤层，一般会应用于12°左右坡度的煤层当中，因此倾斜长臂方法的应用频率不高。根据井下岩石层的分布情况，合理监测煤矿的采空区域，确保煤矿矿井内部的协助，进而产生对整体煤矿开采的拉力作用，保障煤矿开采的稳定性及安全性。

（5）走向采煤方法。在应用走向采煤方法时，需要借助相应机械设备进行辅助，才能有效开展采煤作业。走向采煤方法融合了爆破采煤、普通采煤、机械化采煤等多种形式，应用于采煤环节有着较为复杂的流程，但针对特定的煤矿开采环境，走向采煤方法往往能发挥出无可替代的采煤效果，具有更高的安全性和稳定性。走向采煤方法具有较高的安全性，也能有效节省人力成本，但对机械设备的要求相对较高，需要煤矿企业及时更换并更新。

4.煤矿采煤技术的选择

（1）普通采煤技术。在当前阶段，普通采煤技术的应用最为广泛，在规定的时间和要求下，普通采煤技术能够完成破煤、采煤和装煤等工作流程，借助机械化设备运输煤炭，结合煤矿的实际情况做好顶板支护，确保煤炭开采安全稳步进行。对煤矿企业而言，成本和安全是开展煤矿开采作业、选择采煤技术的首要因素，而普通采煤技术不需要昂贵的机械设备，并且整体安全性较强，所以往往应用于一些中小型煤矿。此外，针对不同的煤矿开采环境，普通采煤技术都能有效适应并运用，在不同地质条件的煤矿中，都能发挥出应有的作用。此外，普通采煤技术对采煤人员的技术水平要求较低，企业不必耗费大量的人力物力成本，过多开展员工的技术培训工作，从另一角度节省企业成本。但与此同时，我们也必须意识到普通采煤技术的缺陷，即采煤质量相对低下，一些煤矿企业由于对采煤质量的要求较高，所以不会选择应用普通采煤技术。一般情况下会将普通采煤技术应用于地质结构简单、对采煤质量要求不高的煤矿，尤其是在中小型煤矿企业中有很广阔的市场。

（2）爆破采煤技术。我国煤矿事业在刚开展时就已经开始应用爆破采煤技术，通过煤矿爆破的形式完成采煤作业任务，借助人工或者机械化设备运输煤炭。而实际的爆破采煤技术运用，则需要专业化的人工操作、现场爆破的布置以及相关机械设备，按照图1所示的流程开展操作，才能在保障人员安全性的基础上，提高煤矿开采的效率及质量，发挥出爆破采煤技术的应有效用。在实际应用环节，爆破采煤技术操作难度较低，并且能灵活应用于大多数煤矿生产。不过爆破采煤技术也有着明显的不足，在开展爆破的同时，需要做好安全防护与准备工作，对炸药量的控制，以及炮眼技术的应用，一旦出现差错就容易引发安全事故，危害到工作人员的生命安全，也会对煤矿企业造成无法挽回的损失。伴随着我国煤矿事业的不断发展，越来越多的煤矿企业已经抛弃了煤矿采煤技术，但针对一些特殊的煤矿开采情况，爆破技术在机械采煤的辅助下，也能发挥出一定作用。例如：一些煤层的倾角较大、地质结构比较复杂，爆破采煤技术的应用就能推动采煤作业的有序进行，在不影响生产安全性的前提下，提升煤矿开采的效率与质量。

图1 爆破采煤流程图

（3）连续性采煤技术。综合机械采煤方法是连续性采煤技术的主要形式，借助先进的机械设备，满足煤矿开采的相应需求。伴随着自动化、机械化技术的发展，在煤矿企业中的应用也越发深入，连续性采煤技术得到了越来越多的关注。应用连续性采煤技术，能够迅速提升煤矿的生产效能，在自动化技术的支持下，煤矿开采不必投入过多的工作人员，发生安全事故的概率也大大降低。此外，针对多样化的煤矿开采环境，连续性采煤技术都能发挥出良好的效果，复杂的地质条件和作业环境，对连续性采煤技术的影响较小。但受制于当前技术水平和制造工艺等因素的限制，连续性采煤技术的应用，无法实现工艺回收和提高煤炭利用能力的需求。在一些通风性较差的煤矿，基础的采煤性能也会受到影响。所以，煤矿企业不能盲目应用连续性采煤技术，而要根据煤矿现场的实际生产情况，分析影响生产安全的相应要素，合理应用连续性采煤技术，满足煤矿生产需求。

（4）自动刨煤机采煤技术。作为近年来新兴起的采煤技术，自动刨煤机采煤技术应用现代化科技实现了采煤作业的自动化。对煤矿企业而言，应用自动刨煤机采煤技术能大幅度提高煤矿开采的效率，针对25m及以上深度的煤层，能够开展一次性的有效挖掘，进而提升煤矿开采整体的效率。合理借助自动刨煤机采煤技术带来的巨大优势，帮助煤矿企业降低煤炭开采的成本，不同于传统的煤矿采煤技术，自动刨煤机采煤技术在经济效益和实用性上都有明显的优势。在开采煤矿时应用自动刨煤机，需要操作人员对自动刨煤机的工作原理和流程有所了解，掌握专业化的操作技能。作为煤矿开采的核心设备，自动刨煤机的日常维修与保养也是必不可少的，确保自动刨煤机的工作性能，满足稳定运行开展采煤作业的基础需求。

图2 自动刨煤机控制方法与流程

（5）特殊条件下的技术应用。随着煤矿事业的整体发展，我国对煤矿资源的开采也变得越发深入，但过度的煤矿开发也容易导致资源枯竭、环境破坏等一系列问题。为此，需要站在更深层次勘察煤矿资源，结合煤矿施工的实际环境与情况，选择相应的煤矿开采技术。在特殊的煤矿开采区域，不同的采煤技术，对煤矿开采的效率和质量都会产生剧烈影响。例如：在居民区内部开展的煤矿开采作业，需要借助支护技术，以及先进的煤矿开采设备进行辅助，降低对周围居民生活、工作的影响，优先保障煤矿开采安全性的基础上，稳步开展施工作业。所以，煤矿开采技术的选择也需要体现出针对性，结合煤矿开采的具体区域，需要相关人员深入分析与优化煤矿开采技术，确保煤矿开采整体安全稳定，保障煤矿开采的质量及效率。为此，全面的地质勘测与分析是煤矿开采前的必要准备工作，结合煤矿的地质条件，选择适合煤矿开采的技术及方法。相关研究人员深入分析煤矿的地质条件及开采区域环境，记录与分析收集到的参数数据，确定合理的煤矿开采流程、技术，进而推动采煤作业有序进行。