摘要：在當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢和地方煤礦發(fā)展的需求下，煤礦開采技術(shù)的改革必須面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場，立足于煤炭開采技術(shù)的前沿，立足于中國煤炭發(fā)展戰(zhàn)略所必要的技術(shù)儲(chǔ)備，立足于煤炭工業(yè)工程實(shí)際問題的解決。因此煤礦采礦技術(shù)和開采方法的應(yīng)用將越來越廣泛，越來越顯現(xiàn)其重要性。

　　關(guān)鍵詞：煤礦采礦 開采形式 新技術(shù)

　　一、煤炭開采的主要方法

　　1、井下采煤

　　井下采煤的順序。對(duì)于傾角10°以上的煤層一般分水平開采，每一水平又分為若干采區(qū)，先在第一水平依次開采各采區(qū)煤層，采完后再轉(zhuǎn)移至下一水平。開采近水平煤層時(shí)，先將煤層劃分為幾個(gè)盤區(qū)，立井于井田中心到達(dá)煤層后，先采靠近井筒的盤區(qū)，再采較遠(yuǎn)的盤區(qū)。如有兩層或兩層以上煤層，先采第一水平最上面煤層，再自上而下采另外煤層，采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機(jī)械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長，一般100～200 m，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的采煤機(jī)械，因而產(chǎn)量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費(fèi)用，主要缺點(diǎn)是回采率低。

　　2、露天采煤

　　移走煤層上覆的巖石及覆蓋物，使煤敞露地表而進(jìn)行開采稱為露天開采，其中移去土巖的過程稱為剝離，采出煤炭的過程稱為采煤。露天采煤通常將井田劃分為若干水平分層，自上而下逐層開采，在空間上形成階梯狀。其主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)：首先用穿孔爆破并用機(jī)械將巖煤預(yù)先松動(dòng)破碎，然后用采掘設(shè)備將巖煤由整體中采出，并裝入運(yùn)輸設(shè)備，運(yùn)往指定地點(diǎn)，將運(yùn)輸設(shè)備中的剝離物按程序排放于堆放場;將煤炭卸在洗煤廠或其他卸礦點(diǎn)。

　　主要優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)為生產(chǎn)空間不受限制，可采用大型機(jī)械設(shè)備，礦山規(guī)模大，勞動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低，建設(shè)速度快。另外，資源回采率可達(dá)90%以上，資源利用合理，而且勞動(dòng)條件好，安全有保證，死亡率僅為地下采煤的1/30左右。主要缺點(diǎn)是占用土地多，會(huì)造成一定的環(huán)境污染，而且生產(chǎn)過程需受地形及氣候條件的制約。在資源方面，對(duì)煤賦存條件要求較嚴(yán)，只宜在埋藏淺，煤層厚度大的礦區(qū)采用。

　　3、急傾斜煤層采煤

　　合理劃分采區(qū),加大采區(qū)尺寸盡量加大采區(qū)尺寸,加大采區(qū)的煤炭儲(chǔ)量。劃分采區(qū)時(shí),根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備及回采工藝的要求,避免人為地劃分采區(qū)邊界,適當(dāng)加大采區(qū)的走向長度,加大階段垂高。

　　改進(jìn)巷道布置,優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)。選擇巷道布置方式時(shí),首先要滿足安全生產(chǎn)的要求,保證每個(gè)采區(qū)、回采工作面均至少有2個(gè)安全出口,實(shí)現(xiàn)工作面全負(fù)壓通風(fēng)。其次,巷道布置方式要與采煤方法一致,同回采工藝結(jié)合,充分考慮水平巷道、傾斜巷道各自的優(yōu)缺點(diǎn),盡量不采用垂直巷道,提出系統(tǒng)簡單、布置合理的準(zhǔn)備、回采巷道。

　　二、煤礦采礦中適用的新技術(shù)

　　在許多地區(qū)，由于煤礦生產(chǎn)能力較小，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜煤層賦存變化大，且很多為急傾斜煤層和薄煤層，給開采帶來較大的困難，研究和開發(fā)新采礦技術(shù)，提高礦井的高產(chǎn)高效，更為重要。在煤礦中，單一長壁采煤方法已趨成熟，現(xiàn)主要發(fā)展的有放頂煤采煤技術(shù)、急傾斜煤層采用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法和小階段爆破落煤等采煤方法。

　　1、炮采放頂煤采煤技術(shù)(1)滑移支架放頂煤采煤法：滑移頂梁由頂梁和支柱兩個(gè)部分組成，前梁和后梁通過頂梁和前梁彈簧鋼或?qū)虿圻B接，支架的支柱為液壓單體柱，數(shù)量2-5個(gè)不等。與頂梁之間通過銷軸連接。此外，前梁前端可安裝的探梁或挑梁，后梁尾端可安裝尾梁。滑移頂梁支架比較安全可靠，可自移，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡單，便于拆卸安裝，成本低，適應(yīng)性強(qiáng)等。在中小性煤礦中得到廣泛的推廣運(yùn)用。采用這種采煤方法開采的煤層厚度為5m以上，主要為傾斜和急傾斜煤層。工作面長度一般為60-80m，最長達(dá)105m，采高通常為5-10m，工作面循環(huán)進(jìn)度0.8m。滑移支架開采存在的主要問題:工作面支架初撐力和工作阻力偏低和穩(wěn)定性較差。(2)二型鋼梁放頂煤開采：二型鋼梁放頂煤上作面支護(hù)采用二型鋼梁、單體液壓支柱對(duì)棚架設(shè)，工作面采用放炮落，人工破網(wǎng)放煤，采放分別進(jìn)行。在煤層賦存條件變化較大或技術(shù)水平較低的地區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦使用較好。采用單體液壓支柱配二型俐梁對(duì)棚支護(hù)，每對(duì)棚5根支柱，主粱為一梁三柱。副梁為一梁二柱。主副梁間距150mm，對(duì)棚間以為600mm。最大控頂距3.4m,最小控頂距2.4m。采用放炮落煤、一般布置雙排眼。放完炮后及時(shí)移主梁。打臨時(shí)支柱。做到及時(shí)支護(hù)，爆破后人上裝煤。工作面輸送機(jī)采用可彎曲刮板箱送機(jī)和帶式輸送機(jī)。采用全部培落達(dá)處理采空區(qū)，隨著移副梁放頂煤，頂板逐漸自然下沉，垮落，以完成放頂工作。放頂煤采用分段、多輪作業(yè)方式，放煤口布置在刮板輸送機(jī)斜上方0.3m-0.5m左右。以人工堵口控制放頂煤量。采取間隔多次將頂煤充分放出，放煤后要及時(shí)調(diào)整歪斜棚梁，保證支柱有力，頂幫牢固。見殲堵口必要時(shí)打支柱以加固擋殲。

　　2、偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法：偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法將工作面傾角變緩，工作面較長，從面具有緩斜、傾斜煤層走向長壁采煤法巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、掘進(jìn)率低的一系列的特點(diǎn)，此采煤法利用掩護(hù)支架把工作空間與采空區(qū)隔開，大大簡化了復(fù)雜頂板管理工作，為安全生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件，工作面煤炭自溜，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法一般適用于開采傾角大于印。

　　厚度2-6m煤層，理藏穩(wěn)定，煤層厚度變化不大的煤層。此采煤法工作面區(qū)段高度取決于煤層傾角大小，沿傾斜變化情況以及采煤技術(shù)條件，一般30m左右，煤層賦存條件好，構(gòu)造簡單時(shí)，可加大到40m-60m。回采過程中，回風(fēng)巷中不斷接長支架，進(jìn)風(fēng)巷不斷拆架。當(dāng)工作面推至采區(qū)上山附近時(shí)，布置收作眼，逐步將支架下放成水平位置，然后全部回收。掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu):鋼梁長為3.0-3.2m,鋼梁的規(guī)格應(yīng)根據(jù)支架的寬度選用，鋼理繩可用直徑20-30mm的舊鋼繩，鋼繩長為20-30m左右。鋼繩數(shù)根據(jù)支架的寬度確定，寬度在3m以下的選用2-3根，3m以上時(shí)，可采用5-6根。鋼梁上輔設(shè)2-3層竹笆。

　　3、小階段爆破落煤采煤法：小階段爆破落煤采煤法是將區(qū)段內(nèi)煤體分成多個(gè)小區(qū)段進(jìn)行開采的“三無”，(無人員、無設(shè)備、無支護(hù))工作面開采的采煤方法。小階段爆破落煤采煤法一般適用于開采傾角大于400，厚度3.5-7.5m煤層，頂?shù)装宀灰谆涞牟灰?guī)則的煤層，低瓦斯礦井。其特點(diǎn)：安全性好，回采工藝簡單，工效高，但回采率低，通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，風(fēng)流分配困難。落煤方式：采用煤電鉆在小平巷內(nèi)打眼爆破，每區(qū)段內(nèi)的炮眼一次打眼一次起爆。頂板管理：沿回采工作面推進(jìn)方向每30留5m切頂煤柱，運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷內(nèi)20m超前支護(hù)。

　　4、刨煤機(jī)采煤方法：刨煤機(jī)開采技術(shù)是首次成功進(jìn)行中等及薄煤層開采的技術(shù)，大大提高了煤炭生產(chǎn)效率。刨煤機(jī)的切割速度可達(dá)到3m/s，切割功率超過2x400kW。根據(jù)煤的硬度，每刀截深可達(dá)到250mm。目前，工作面輸送機(jī)和刨煤機(jī)均采用了智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，加上可靠的支架控制系統(tǒng)，這一切都有利于實(shí)現(xiàn)工作面采煤的全部自動(dòng)化。刨煤機(jī)開采系統(tǒng)非常簡單。刨煤機(jī)機(jī)體由一根無極繩牽引，從工作面端頭開始沿導(dǎo)軌滑行割煤。導(dǎo)軌焊接在可彎曲愷裝工作面輸送機(jī)上。與滾筒采煤機(jī)不同的是，刨煤機(jī)是根據(jù)可彎曲愷裝輸送機(jī)的平面“找平”的，不需要專人在工作面負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作。可彎曲愷裝輸送機(jī)的推進(jìn)過程由電動(dòng)控制裝置控制，另外，支架前移過程也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、安全可靠。這一切實(shí)現(xiàn)了整個(gè)開采系統(tǒng)的全部自動(dòng)化。刨煤機(jī)(即基板式刨煤機(jī))是用于特薄煤層開采的，最小開采厚度可達(dá)到0.6m,靠近采空區(qū)一側(cè)的刨煤機(jī)導(dǎo)軌及其附件被焊接在PF4工作面輸送機(jī)上，可實(shí)現(xiàn)更高的穩(wěn)定性，便于維修和操作。上部導(dǎo)軌允許快速進(jìn)人上部和下部刨鏈，而加固的底部導(dǎo)軌是由優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鑰制成的。為了防止減產(chǎn)、粉塵生成和部件的磨損，安裝有效的刨煤機(jī)水平控制系統(tǒng)以適應(yīng)各種起伏的煤層變化。