井下采煤技术特点与新工艺

2023-01-06王慧宇

黑龙江科学 2022年4期

王慧宇

(七台河矿业公司龙湖煤矿，黑龙江七台河 154699)

高效的煤矿挖掘技术是提高开采产量、适应时代采煤需要的根本前提。许多矿龄较大的老矿都存在井下工作难度大、工作危险性强等问题，因此亟需制定一套可行性高的新式井下采掘方案。长期以来，我国对煤矿开采技术进行了大量资金投入，面对更高的开采效率和更安全开采环境的需要，更新开发开采技术势在必行。

1 井下采煤技术现状及其特点

1.1 井下采煤技术现状

煤炭资源在很长一段时间以来都是我国的主要能源资源，煤炭行业的发展水平极大程度上代表着我国的能源水平。我国幅员辽阔，煤炭资源分布比较广泛，因此在采煤技术并不完善和先进的情况下，依旧保持着较高的煤炭产量。随着环保问题及资源枯竭问题的出现，深层煤矿的高效采掘成为必须，这一要求迫使我们要提高开采技术的电气化、机械化水平。经过长期的发展研究井下开采技术已取得了较大进步，以井下安全为例，我国深层矿藏下的主要支撑物得到了统一规范，液压顶替代了原始木梁搭建的简易支撑结构，使得安全性大幅度提升。虽然我国采矿工业有所进步，但依旧存在诸多问题及可以改进的空间。目前，值得推广的技术和管理办法有如下几点，即：施工人员应有效利用各类模具并借鉴长期开采所得经验，有效模拟井下开采状况，合理利用信息技术，提升开采管理质量，定期挖掘巷道，保持良好通风，开展周期性除尘工作。定期维护安全管理系统，及时处理相关问题，提前规划挖掘方案。

1.2 井下采矿技术特点

1.2.1 开采难度系数高、程序繁多

我国幅员辽阔，涵盖不同地质条件的煤炭层，使得煤矿井下开采工作不具备统一的操作模式和相关开采技术。应依据不同矿井类型，调整相关技术流程和开采工序，针对不同地质条件的矿井进行统一整改和规划，再进行开采。根据各地的地理水文情况制定不同的安全开采计划，以安全性和生产效率并重的原则为指导制定开采方案。

1.2.2 井下开采工艺多

不同于露天开采的挖掘方式，井下挖掘对地质的要求较高。针对不同的地质类型应采用不同的采掘技术，主要包括长壁开采和放顶开采工艺。随着研究的进一步深入，对于煤层的探索和开采规划都会更加科学完善，针对各类地质情况会制定出合适且有效的开采方案。

2 井下采煤技术存在的问题及优化建议

2.1 井下采煤技术存在的问题

目前，井下采煤技术的机械化和自动化水平仍较低。智能技术在井下采煤领域的应用能够在极大程度上提升采矿效率，但当前智能技术应用较少。技术人员的实时跟踪不到位，不利于煤炭企业的安全生产。开采环节与运输环节配合衔接的不紧密，运输效率无法保障，运输工具及运输方式不当也造成了一定的安全隐患和资源浪费。防火防爆等应对措施保障不到位，相关安全工作缺乏专职的管理人员负责，相关部门还应加强彼此的协调和配合。

2.2 井下采煤技术优化建议

鉴于很多矿场的科研技术水平有限，相关部门应对各矿场井下煤层进行技术评估，帮助确定高效且安全的生产开发方案，并对其技术资质进行认定，在生产阶段成立专家组评估其安全性及生产效率。关注生产细节，如采煤通道设计是否合理，单一煤层的开采中要注意填充物材料的选择和填充时机，既要注意生产成本也要关注生产的安全性。

3 井下采煤新工艺技术的应用

3.1 爆破技术

爆破技术是通过爆破将煤矿落在工作面内，由机械或人工装煤，并由机械运出的采煤技术。爆破技术是一项独立进行的技术，其操作简单，适用于复杂工作面的开采。爆破过程涉及安全问题，对于矿道的力学结构、工作面顶板的支持物都有较高要求，必须精确预估炸药用量及爆炸效果。爆破后的工作环境不利于采煤工作人员的身体健康，因此一般不推荐使用，爆破技术虽然具有管理简单、适应性强、适用于较难开采和地质条件复杂的地区等特点，但其生产效率也较低。

3.2 综采技术

综采技术是综合机械化开采技术，是指开采工作中所有过程都以机械化作业为主，从采煤、运煤到工作面支撑、工作面清理等工作都由机器一体化、联合化操作。综采技术提高了开采效率及机械化电气化综合应用水平，但这一技术对机械设备要求极高，同时也需要技术人员能够熟练运用和操作机械设备。综采技术目前正被大力推广，但其所需设备比较昂贵且对工作人员的专业素质要求相对较高，同时也对相关采煤企业的经济能力和管理水平提出了更高要求。综采技术适用于煤层顶底板条件较好、煤层稳定、结构简单的地质条件。

3.3 连续采煤技术

连续采煤技术中主要应用的采煤设备为采煤机，从事煤矿井下开采工作的技术人员可以利用采煤机按照煤矿开采规划进行连续性采煤和连续性充煤。连续开采技术对机械化水平要求相对较高，主要涉及大型车辆的使用，具有一定的局限性，在井下开采时需要对煤层进行合理划分。连续采煤技术的主要优势在于节约大量人力资源，但其对于技术要求相对较高，技术人员要在开采过程中深入分析开采环境中的风险因素，在高效生产的同时还要注意生产安全。连续开采技术具有工作时通风条件差、煤层恢复率差、对开采地地质要求较高等缺点，适用于结构简单且深度较浅的煤层，不建议作为井下开采的主要手段。