煤矿井下开采技术

煤矿井下开采技术

田瑞齐

内蒙古汇能煤电集团富民煤炭有限责任公司

摘要：伴随我国科学技术的飞速发展，煤矿领域采煤技术也得到了显著发展，但是技术手段和应用区域仍存在进步空间。。随着我国煤矿的开采量与日俱增，煤炭作为不可再生资源，一些易采煤矿资源日渐枯竭，而一些地质结构复杂的深层煤矿逐渐成为当前我国煤炭生产的主要开采对象。在井下开采作业中，可结合实际情况灵活运用空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法等现代化采矿工艺技术，借助适宜技术顺利完成井下开采作业。就此，本文主要分析了煤矿井下开采技术。

关键词：现代化；采矿工艺；技术应用；井下开采

中图分类号：TD823文献标识码：A

引言

煤炭作为一种应用广泛的能源，已经与人类的生产生活密不可分。煤炭本身具有可燃性，地下煤层所处环境复杂，在煤矿生产中常伴随着各种安全问题，特别是矿井地质构造，是造成安全隐患的主要因素。结合我国煤炭资源埋藏环境复杂多样的特点，积极做好煤矿开采技术的选择，可以更好地提高井下开采的质量和效率，满足煤矿企业的发展需要。在现代化采矿工艺技术应用期间，需重视教育培训，注重开采安全，做好地面沉降预警工作，实现智能化、机械化开采。

1我国煤矿开采的现状

目前国内外对矿井地质构造的研究大多集中在三个层面，其一为井田构造发育及规律，其二为综采工作面中小型构造的评价与预测，其三为巷道中小型构造的预测。井田构造及发育规律的研究本质，是对已经明确的地质构造展开研究，只有了解井下地质构造的发育现状和规律，才能提高对于综采工作面的小型构造预测效果。

第一，我国煤矿的地质条件复杂，如果对于煤矿的地质条件没有分析透彻，在煤炭挖掘过程中会出现各种各样的问题，不仅会影响煤矿开采的速度，还会造成资源的浪费。因此，对于煤矿地质条件的深入分析要不断加强，不同地质条件的煤矿需要采用不同的勘测方式和挖掘方式，加强研究不同的勘测技术适用于不同的地质条件。

第二，部分煤矿对于开采以及矿井的管理水平还有待提升。随着信息化的发展，传统的管理方式已经不能满足现阶段煤矿开采工作效率的要求，而且很多企业使用计算机进行数据的管理和设计，但是在矿井的管理中对于数据的处理明显不足，不能与外界的信息进行很好的交流沟通，会造成信息资源的浪费，进而影响煤矿资源的开采工作。

2煤矿井下开采技术分析

我国采煤技术历史悠久，根据不同煤矿的特征需要采取合理的开采方式和工艺技术，对于煤矿开采的效率和安全至关重要。在开采前，需要综合考虑工作要求和规范，并做好煤矿地质情况的勘测工作，按照煤层结构的差异做好开采方式的合理选择。现阶段，常选择柱式体系和壁式体系，但具体开采期间还要以现场实际情况为准做好科学规划。

2.1空场采矿法

空场采矿法是指矿产资源开采期间，依靠围岩自身结构稳固性、人工支柱、少量矿柱支撑采空区的技术，在井下开采作业中较为常用。该技术根据矿井结构特征及地质情况，将采矿区域细致划分为多个采集区，即矿柱（包括间柱、底柱、顶柱）、矿房。井下开采过程中，作业人员主要在井下垂直作业面完成凿岩工作，这在一定程度上保障井下开采作业安全性。应用空场采矿法开展井下开采作业时，需完成矿房内部矿产资源的开采挖掘，随后开展矿柱施工。

2.2连续开采工艺

在煤矿企业开采工作中，连采工艺技术也是十分重要的技术手段。虽然连采技术在应用过程中会受到通风条件的制约和影响，但此种技术仍然具备较为显著的优势特点，比如出煤速度快，机械化水平较高等。因此，在煤矿开采过程中，企业要想切实发挥连采工艺优势，就要选择煤层构造简单且埋藏深度合理的煤层进行开采。通常情况下，大型煤矿或中型煤矿在开展过程中，连采工艺技术往往以辅助手段进行出现。

2.3离层带注浆采煤技术

离层带注浆采煤技术的合理应用，能够有效的降低地表沉降为采煤作业造成的影响。该项技术主要是指利用材料液体将离层带进行填充，以此来阻止覆岩发生沉降。在应用离层带注浆采煤技术过程中，应当对离层带的空间容量进行精准计算，然后根据各项参数，将浆液填充至离层带当中。该项技术的操作主要以地表作业为主，不会对煤矿的正常开采作业造成影响。

2.4充填采矿法

充填开采技术虽然采出率高，但成本较高，而且在充填采空区时对充填材料有着比较严格的要求，因而该技术在实际应用时具有一定的缺陷，需结合实际考量选择。相较于充填开采技术，条带开采技术虽然成本不高，但是煤炭采出率低，极易出现煤炭资源的浪费。随着中国减沉开采技术的不断进步完善，在实际应用中许多煤矿渐渐将充填开采技术与条带开采技术相结合，形成条带充填技术，实现两者优势互补，进而形成低成本、高效率的新型煤矿开采技术。煤矿采矿技术中，充填开采技术扮演着重要角色，充填开采技术主要类型包括如下几方面：覆岩离层注浆充填采矿，是通过高压注浆泵充填方式，将对应材料充填至开采煤矿之后的“上层岩石裂缝”当中；胶结充填采矿，主要充填材料为“胶结剂”和“骨料”，还要混入相应的水泥与砂石，进行充分搅拌之后，作为胶结充填体，某种条件下可以控制岩层移动，为采煤安全工作提供保障；冒落矸石空隙注浆和矸石充填采矿，前者主要是利用胶结原理将冒落带岩石进行加固，不仅施工简单高效，而且效果非常显著。后者使用充填骨料为矸石，同时，也会加入各类胶结添加剂

[1]。

2.5崩落采矿法

崩落采矿法是指在开采期间采用崩落围岩的方式填充采空区，并通过优化围岩结构提升井下开采作业安全性的技术。在井下开采作业期间，若发现矿井顶层围岩存在崩落等安全隐患，则可借助崩落采矿法予以处理，从而降低岩体松动程度，优化矿井围岩整体结构，为井下开采作业提供安全可靠的条件。崩落采矿法多应用于井下开采作业前期，借助该技术可去除井下危险结构及杂质结构，大幅提升井下开采作业的稳定性及安全性，以免因保护不当或操作不当而造成安全事故。

2.6爆破采煤技术

爆破采煤技术也被称之为炮采技术。首先，爆破落煤。在采煤工作开展中，爆破落煤是十分重要的工作环节，在此期间，作业人员需要对雷管或炸药的数量予以控制，保证运送机和顶板位置的安全性。其次，装煤。在作业人员完成爆破操作后，会在爆破工作面上产生大量原煤。而以往工作中需要借助人力进行煤矿装载，只有部分煤矿能够借助运输机进行装载。最后，支护工作面。在对采空区进行处理过程中，要想实现整体工作的安全性和有效性，作业人员就要积极加强对采空区的专业性处理，必要情况下借助机械设备进行运煤。

2.7炮采工艺

与其他技术手段相比，炮采工艺的经济成本优势更为显著，并且该技术手段具备显著的适应性特点，对于专业技术人员的操作将起到便利性帮助。但是目前煤矿企业对于炮采工艺的认知仍然有限，没有投入相应的经济支持和人才技术支持，这也使得炮采工艺的应用出现较多问题。比如在炮采技术应用期间，很可能引发开采区域的环境污染问题，不利于工艺水平的提升，影响了可持续发展战略的推进。所以在对煤矿进行开采期间，作业人员也要积极进行井下炮采工艺的研究与创新[2]。

结束语

我国国土辽阔，具有丰富的自然资源。以煤炭资源为例，在人类生活和生产中得到了广泛应用。随着时代进步与发展，人们对此类资源需求更大。而很多煤炭资源都是埋藏在地下，需要开采获取，在开采过程中，对开采技术要求很高，在煤矿开采过程中，巷道的布置以及采煤技术的科学性与合理性，不仅能够大幅度提高煤炭开采工作质量和效率，同时能够有效保障井下作业的安全性。想要促进我国煤矿采矿行业有序进行，将煤矿采矿技术与开发方法加以重点研究是非常必要的。

参考文献

[1]张修民.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探究[J].现代工业经济和信息化，2022，12（5）：168-169.

[2]阴宇旸.阐述现代化采矿工艺技术在矿山开采中的应用[J].世界有色金属，2022（5）：211-213.