摘 要：隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和礦井通風(fēng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，近些年來煤礦、鐵礦等地下礦井的單體開采面積越來越大，為礦井產(chǎn)量的提高和大型化操作提供了極大的方便，但是也為礦井的采煤操作制造了更多的難題。本文分析了煤礦的先進(jìn)采煤方法，以及這些方法對(duì)煤礦企業(yè)采煤技術(shù)帶來的更新變化和經(jīng)濟(jì)效益，在這些的基礎(chǔ)上，研究分析了這些技術(shù)對(duì)井下開采具有的重要的現(xiàn)實(shí)意義，希望對(duì)廣大煤礦企業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展有所幫助。

　　關(guān)鍵詞： 采煤技術(shù);問題;分析;意義

　　Abstract: This paper analyzes the advanced mining method in coal mine, and these methods for the coal enterprise coal mining technology brings changes and economic benefits, in these foundations, research and analysis of these techniques on the underground mining has important practical significance, hope that the majority of coal mine enterprises in the application of new technology and development help.

　　Key words: coal mining technology; problem analysis; significance;

　　中圖分類號(hào)：TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2104(2012)05-0020-02

　　1井下開采技術(shù)現(xiàn)狀

　　目前井下開采信息化發(fā)展越來越明顯。井下開采技術(shù)安全管理是動(dòng)態(tài)管理。煤礦作業(yè)場(chǎng)所經(jīng)常變化，不安全因素不可能完全預(yù)見,因此 建立和使用好井下開采技術(shù)安全數(shù)據(jù)庫、圖庫、模型庫是礦井井下開采技術(shù)安全管理和鐵礦企業(yè)管理現(xiàn)代化的標(biāo)志，是利用計(jì)算機(jī)定期進(jìn)行井下開采技術(shù)系統(tǒng)模擬分析和進(jìn)行現(xiàn)代化管理的依據(jù)。井下開采技術(shù)安全數(shù)據(jù)庫主要有井下開采技術(shù)系統(tǒng)、井下開采技術(shù)報(bào)表、防火、防塵管理等。井下開采技術(shù)安全管理信息系統(tǒng)能進(jìn)行井下開采技術(shù)安全管理信息的收集、傳遞、儲(chǔ)存、加工、分析和利用的系統(tǒng)。借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行井下開采技術(shù)網(wǎng)絡(luò)解算、井下開采技術(shù)機(jī)優(yōu)選、模擬各方案結(jié)果，對(duì)于優(yōu)化方案，提高工作效率有很大幫助。

　　2井下開采技術(shù)特點(diǎn)

　　2.1煤礦開采有漏露天開采和井下開采兩種方式，相對(duì)于露天開采而言，井下開采更具有難度，操作性也更強(qiáng);其次井下開采要結(jié)合地質(zhì)情況和煤層分布特點(diǎn)制定合理的開采方案,其中包括開采設(shè)備的選擇和支護(hù)方法的確定等。

　　2.2 開采方式的選擇要根據(jù)煤礦類型來確定, 不同的開采方式采收率差別很大,井下開采常用長壁開采、放頂煤開采等方式,露天煤礦開采多直接采用挖掘的方式。采煤工藝的發(fā)展多是伴隨著實(shí)踐的探索和不斷的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),每種采煤工藝的變革都是自上而下的一系列設(shè)備方法的改進(jìn),而不是單純的某個(gè)環(huán)節(jié),井下開采多采用定向鉆探技術(shù), 定向是指校正預(yù)定開采方向和斜向器的實(shí)際方位的偏差。鉆具在進(jìn)入作業(yè)位置后,要通過測(cè)斜儀測(cè)定實(shí)際下方位置和預(yù)定位置之間的夾角和距離等參數(shù),然后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,調(diào)整到位后加壓開始鉆探,鉆探過程中也要不斷監(jiān)測(cè)鉆具的位置,以防偏離預(yù)定方向,引發(fā)安全事故。

　　3 柱式采煤法

　　傳統(tǒng)采煤方法主要有巷柱式采煤法、房柱式采煤法等,它們的基本特點(diǎn)是利用采空區(qū)之間形成的煤柱作為支撐,不繼續(xù)深挖,然后回采煤柱,回采一般采用爆破的方法。這種采煤方法工作面較小,可以多個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行以提高產(chǎn)出率,最重要的是技術(shù)難度較低,開采成本更容易控制,運(yùn)煤通道多垂直于工作面,煤柱的尺寸大小往往不是由采煤設(shè)計(jì)者決定的,而要根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)情況,煤的品質(zhì),開挖深度等因素綜合考慮決定。巷柱式采煤法是在作業(yè)范圍內(nèi),每隔10m～20m 沿煤層切割成 10m～20m 的煤柱作為支撐, 開采到一定深度后進(jìn)行回采作業(yè),回采多采用爆破方法。這種方法開采工藝簡單,通風(fēng)較差,人工作業(yè)環(huán)境較差,采用爆破進(jìn)行回采導(dǎo)致回采率較低,因?yàn)楸迫菀自斐善渌鼛r層混雜到煤層中來,必要時(shí)還要進(jìn)行分離,但其對(duì)地質(zhì)變化適應(yīng)性較強(qiáng)。房柱式采煤法的煤柱尺寸略大一些,其它采掘工藝方法與巷柱式采煤法基本相同,由于煤柱尺寸較大,不宜進(jìn)行機(jī)械化操作,采煤成本自然偏高,同巷柱式采煤法一樣作業(yè)環(huán)境條件較差,安全難以保障。

　　4 長壁開采技術(shù)與放頂煤開采技術(shù)

　　煤礦地質(zhì)構(gòu)造問題,井田含煤地層沿走向傾向的產(chǎn)狀有較大的變化,斷層及背向斜較發(fā)育,所以整個(gè)煤礦屬復(fù)雜構(gòu)造,礦井先期開采地段為中等構(gòu)造區(qū)。傳統(tǒng)的開采方法在這樣地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地帶根本不適合,必須采取新的開采工藝和方法才能有效提高產(chǎn)出率和保證安全業(yè)。長壁開采法是當(dāng)前普遍采用的井下采煤方式,這種方法不僅在國內(nèi)成為主流技術(shù)方向,同時(shí)也是國外井下開采使用最廣的采煤方式之一,這得益于長壁開采的高效采煤模式,安全生產(chǎn)環(huán)境以及很高的機(jī)械化程度,以下對(duì)長壁開采法的特點(diǎn)做一個(gè)詳細(xì)的說明。

　　(1)礦井運(yùn)輸方式發(fā)生了改變。現(xiàn)存的生產(chǎn)礦井全部由過去的軌道運(yùn)輸方式改變成膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸方式。礦井煤炭運(yùn)輸、選煤廠與鐵路的外運(yùn)能力已增長到與礦井長壁工作面生產(chǎn)能力相互配套與適應(yīng)的程度。

　　(2)長壁開采盤區(qū)的幾何尺寸明顯增大,從而可相對(duì)地減少連續(xù)采煤機(jī)準(zhǔn)備盤區(qū)的時(shí)間。現(xiàn)階段連續(xù)采煤機(jī)開拓準(zhǔn)備盤區(qū)的掘進(jìn)效率,差不多是長壁工作面生產(chǎn)效率的 1/10 左右,這已基本上能滿足現(xiàn)階段長壁開采所要求的采區(qū)準(zhǔn)備速度。

　　(3)新投產(chǎn)的井工煤礦已全部設(shè)計(jì)建設(shè)成為長壁開采礦井,工作面生產(chǎn)出來的煤炭可直接用膠帶輸送機(jī)運(yùn)到洗選廠。

　　(4)嚴(yán)格意義上來講,放頂煤開采技術(shù)應(yīng)該是長壁開采技術(shù)的一個(gè)分支,放頂煤開采技術(shù)主要是提高放頂煤的開采的資源采出率技術(shù),它包括放頂煤開采設(shè)計(jì),放頂煤支架選型,放頂煤工藝參數(shù)確定,放頂煤初采與收尾方法,區(qū)段平巷布置及煤柱尺寸確定,沿空掘巷和沿空留巷技術(shù)等。

　　放頂煤開采嚴(yán)格來說屬于長壁開采的一個(gè)分支,這種方法有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì),相較長壁開采法在技術(shù)上進(jìn)行了重大的革新,但是它有著自身的局限性,比如工作面圍巖破壞較嚴(yán)重,瓦斯涌出量比較大,容易造成安全事故,以前相關(guān)科研院所并沒有在這些方面改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù),所以造成這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的遲滯現(xiàn)象。

　　4.1 優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開采技術(shù)

　　改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置，以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo)，研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。實(shí)行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運(yùn)出地面，生產(chǎn)系統(tǒng)要減化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)綜采與綜掘同步發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井，開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，減化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開拓，集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度降低巖巷掘進(jìn)率，多開煤巷，減少出矸率;研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù)，既是減少污染的一項(xiàng)有利措施，又減化了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開采，應(yīng)加緊研究。

　　4.2 煤礦井下開采技術(shù)存在的問題

　　4.2.1 采煤技術(shù)水平仍然較低，技術(shù)裝備較差，采煤機(jī)制造技術(shù)落后。與國外同行業(yè)相比，在機(jī)電一體化、智能化、自動(dòng)化的控制技術(shù)，產(chǎn)品可靠性技術(shù)，數(shù)字集成技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，仍然存在較大差距，中、小型礦井落煤方式還以炮采為主，工作面走向長度過短。

　　4.2.2 在采煤機(jī)械化系統(tǒng)，運(yùn)輸系統(tǒng)、采場(chǎng)圍巖控制系統(tǒng)、巷道準(zhǔn)備系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)裝備較差，功率及生產(chǎn)能力較小，機(jī)械化程度和工效普遍不高。

　　4.2.3 引進(jìn)消化國外先進(jìn)設(shè)備方面不夠。在井下自救系統(tǒng)，避災(zāi)系統(tǒng)、個(gè)人防護(hù)裝備水平仍然很低，對(duì)瓦斯等重大災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的儀器、儀表還不能完全達(dá)到要求，對(duì)安全事故的防治技術(shù)及裝備不能充分有效防治災(zāi)害或最大限度減輕災(zāi)害。

　　4.2.4 煤礦重大科技攻關(guān)課題難以實(shí)現(xiàn)，重大安全技術(shù)問題難以解決。目前我國煤礦在“一通三防”，防治水、礦井深部地壓、沖擊地壓、高溫害和支護(hù)等方面存在許多技術(shù)難題，嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn)，這些涉及行業(yè)技術(shù)發(fā)展共性基礎(chǔ)性和前瞻性的重大科技工作課題，國家支持范圍和力度與過去相比大大減少。重點(diǎn)煤炭企業(yè)下放后，受單個(gè)企業(yè)和科研院所經(jīng)濟(jì)實(shí)力限制，難以開展技術(shù)攻關(guān)。煤炭地下氣化技術(shù)和煤炭地下漿化(液化)技術(shù)受經(jīng)濟(jì)成本等因素影響未能有效推廣應(yīng)用。

　　5 結(jié)語

　　實(shí)踐證明，短期內(nèi)不可能出現(xiàn)新原理的采煤方法。因此，發(fā)展現(xiàn)代化采煤工藝是重點(diǎn)發(fā)展方向。在研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平的同時(shí)，要研究開發(fā)多層次、多樣化的采煤工藝，提高急傾斜、不穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層的單產(chǎn)和機(jī)械化水平。

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