煤矿采矿的新技术与开采方法
冯责制
【摘 要】新技术和新方法的运用在煤矿的开采过程中发挥着重要的作用,能够有效提高煤矿开采效率和作业安全性.由于煤矿开采周围环境往往有所不同,因而需要针对不同的采矿环境选用合适的技术,本文就煤矿开采中的新技术与方法进行了探讨. 【期刊名称】《低碳世界》 【年(卷),期】2015(000)022 【总页数】2页(P146-147) 【关键词】煤矿;采矿;新技术;开采 【作 者】冯责制
【作者单位】湖南省湘潭矿业集团有限公司,湖南湘潭411231 【正文语种】中 文 【中图分类】TD82
在煤矿的开采工作中，选择好的、合适的开采技术的应用，可以在提高工作效率的同时，还增加企业经济利益，保障采矿作业的安全。随着煤矿行业不断发展，国内各企业对煤炭资源的利用率也不断提高，相应的开采技术也得到进一步改革，以适应发展需求。
我国南方的矿区地质条件较为复杂、单井产量相对小，乡镇的小型矿较多，产量通常在6×104t左右，且矿与矿之间长期进行越界开采，在开采技术力量方面较为薄弱。南方煤矿开采中，常见的问题是突涌水事故，其水源主要是老空（或老窑）水、
断层岩溶水。而在小煤矿的开采过程中，往往由于资金、技术以及管理水平各方面的局限，导致这些煤矿的开采容易陷入困境，工作的安全性也相对较低。有些中小型企业只能选择开采一些质量较好、含炭量较高的煤矿，但是由于技术缺陷，在开采过程中往往会遗留大量尾矿，造成煤炭资源的巨大浪费。 2.1 南方小矿开采技术
南方小煤矿的开采通常采用的是壁式炮采和机采方法，但是由于资金、技术以及管理水平的，许多的小煤矿无法采用单体液压支柱进行支护，只能采用木支柱，因而给巷道的维护和顶板支护带来困难，影响作业安全。
为了改善此类情况，可以在原有房柱式开采的基础上，实施以下改造办法：①运用长壁体系布置，为矿井提供完整的负压通风系统；②在支架的保护下开展作业。可以通过柱式体系采煤法和锚杆支护的结合，在两个相邻的掘巷之间增加联络巷，保证有两个安全出口。 2.2 炮采放顶煤采煤技术
炮采放顶煤采煤技术又可以被分为两种：滑移支架放顶煤采煤法和二型钢梁放顶采煤法。前者的主要优势在于滑移支架质量较轻，便于进行安装和移动，且造价较为低廉，安全方便，因而适用范围也非常广泛。滑移支架的结构有两部分，包括顶梁和支柱，前梁与后梁之间主要依靠顶梁和导向槽进行连接。还有一些煤矿采用前梁弹簧钢来连接，然后使用液压单体支柱支撑支架。此方法通常适用于倾斜厚度超过5m，或急倾斜的煤层。
而二型钢梁放顶煤技术的主要支护工具为二型钢梁，棚通常采用的是单体液压支柱架设，然后将放炮落和人工破网放煤放置于工作面上开展施工工作。这种方法适用于乡镇煤矿、煤层条件较为低下、技术能力有限的煤矿开采。 2.3 倾斜柔性掩护支架采煤技术
该技术相较于其他的开采方法，其优点在于系统相对简单，现场布置如图1所示。
其安全性能较高，因此可以在很大程度上降低施工人员的劳动强度，但是该技术也存在相应的缺点，即掘进率比较低。回采过程中需要通过长支架的连接架设来支撑回风巷，相应的，就意味着需要同步拆除进风巷支架，因而工作面相对较长。该技术通常适用于斜角煤层，以及厚度相对较薄的煤层。 2.4 刨煤机采煤技术
刨煤机采煤属于较为现代化的采煤技术，该技术的实际应用非常普遍，尤其是在机械设备的使用方面，不仅具有工作效率高的优势，而且安全性较高，适应范围广泛。在使用刨煤机进行采矿作业时，需要严格控制其运行速度，一般以控制在每秒钟2～3m的范围内为宜，机器的输出功率约为800kW。在自动化技术迅速发展并投入实际运用的过程中，刨煤机也顺应时代发展，逐渐实现了自动化和科技化改革。如今的煤矿资源利用率不断提高，目前已有的刨煤机工作效率还尚且无法达到预期的采煤作业标准，因此还需要进一步的研究和优化。 2.5 小阶段爆破落煤采煤技术
小阶段爆破技术的施工方法是首先将煤层划分为各个小区域，并确保这些小区域处于“三无”状态，即无施工人员、无支护措施、无施工设备，然后才能够在这些小区域内实施爆破开采，即为小阶段爆破落煤采煤技术。该技术最适用于煤层厚度在3.5～7.5以内，开采倾斜角度大于40°，不容易滑落顶底板的不规则煤层。采用该方法进行回采非常简单方便，并且具有一定的安全性，开采效率也较高。但是该方法的缺点在于通风系统较为复杂，回采率并不高，风流分配也相对较难。 2.6 大采高综放技术
煤矿开采中常常会遇到岩层较厚的采矿区，因而给开采工作带来困难，面对此种情况，许多企业选择采用大采高综放技术进行开采作业。该技术是专门针对较厚煤层，采用分层次开采的技术措施。在使用传统分层采矿技术进行煤矿开采时，虽然可以扩充开采区域，但是所开采出的煤炭资源量较少，尤其是煤矿下层的开采工作，工
作面的移位次数往往较多，影响巷道维护，采用大采高综放技术可以有效处理矿井内部积水和剩余的煤炭资源，从而降低煤矿开采过程中的安全隐患。 2.7 绿色生态采矿技术
就我国目前的煤矿开采状况来说，环境污染是其中的严重问题之一。煤矿开采过程中，对土地资源生态环境造成了破坏，尤其是一些深层的地下作业，如果开采方式不恰当，就会造成地表沉降问题，以及地下水质污染。另外，在煤矿开采过程中往往会释放出各种有毒气体和粉尘，严重污染空气。针对此类生态环境的污染问题，煤矿行业以及相关部门结合经验和科学技术，总结出了全新的采矿技术，即绿色生态采矿技术。
该技术在进行开采的过程中，首先要求合理规划煤矿生产进程，改革巷道的掘进方式，最大限度地降低了巷道掘进量。此外，在实施绿色生态采矿技术之前，还需要合理划分矿井内部的自然区域，分配适合的人员到相应的采区，开展矸石填充不出井等作业。然后，再根据实际的环境条件选择最佳采矿方法。对于煤矿的处理，首先严格遵守分类排放原则，采用先进的生产工艺，降低生产作业中的污水排放量，可以选择闭路循环式水流模式，将污水排出，对于生产作业中产生的毒气和粉尘，则可以使用机械进行瓦斯气体的抽取，从而降低毒气对空气的污染，同时提高作业安全性。
通过长期的生产实践，煤矿开采行业总结了许多开采方法以应对各种不同的煤矿开采形式。总体来说，较为常用的开采方法则主要有以下三种，即井下采煤方法、露天采煤方法和急倾斜层采煤方法。 3.1 井下采煤法
井下采煤法的应用最为广泛，其采煤形式主要有两种，即旱采和水采。旱采相较于水采更为常用，且旱采又可以被分为两种采矿形式：壁式和柱式。壁式开采法的优势在于能够实现大产量采煤效益，开采效率高。而柱式开采法的优势在于对支护设
施的需求较少，因此在一定程度上节约了成本，缺点是回采率较低。具体来说，井下采煤法的使用需要依据煤层倾角来进行选择，当倾角超过10°时，可进行水平开采，将矿区划分为几个采区，依次以第一水平、第二水平、第三水平进行开采；当倾角较小时，则可以讲煤区划分为不同的盘区，首先开采中间盘区，然后再开采较远的盘区；如果煤矿矿区的煤层较多，则应当以从上至下的顺序依次开采。 3.2 露天开采法
进行露天开采时，需要根据采矿区的地质条件、环境特点以及地域特征等方面，将需要开采的矿井田划分成若然水平工作区域，然后按照由上至下的顺序开展开采工作。该采矿方法的最大优点在于其生产空间不受任何，可以自由使用各种大型机械设备，如此一来就在一定程度上提高了生产效率。有些煤层的表面覆盖有煤岩，在进行开采时首先要将其粉碎，使下面的煤层露出来，然后利用相应的采煤设备将煤矿采出，运输到指定的地点。使用露天采煤方法能够高效率利用资源，且开采成本相对较低。存在的缺点主要是需占用大面积土地，并且会破坏周围环境，容易造成环境的污染。 3.3 急倾斜煤层开采法
急倾斜煤层开采法实施的重点和难点在于对煤矿区域的分区采集，需要重视划分过程的科学性和合理性。在进行急倾斜煤层采煤作业时，需要通过适当增加采集面积的方式来提示煤矿采集的高效性和科学性。此外，还需要明确了解矿井通道的走向，以减少迂回。如果在采矿井中出现垂直高度上的变化，很可能直接影响到运输机械在其中的运行效率，因此要针对这一问题采取高效控制，以确保开采工作的安全性和高效性。
煤矿采矿工艺与技术在实际应用的过程中，应当根据采矿区的实际情况进行相应的选择，从而制定出最佳的开采方案。煤炭企业则应当在掌握传统开采技术的基础上，
积极创新新技术和新方法，使煤矿开采工作更加快捷高效，开采过程更加安全可靠。
【相关文献】
[1]秦刚.煤矿开采技术方法的发展趋势研究[J].民营科技，2012（5）：11. [2]骆开胜.煤矿开采技术方法及其应用浅析[J].大观周刊，2013（11）：91.
[3]王云峰.煤矿开采技术方法的应用[J].河北能源职业技术学院学报，2011，11（3）：69～70.
