煤矿采煤方法及安全状况研究

【摘 要】我国紧跟世界步伐，大力引进高新技术，加强自主创新，在采煤技术上和产量上都取得了巨大的进步。但是，在一些中小型煤矿之中，大型事故屡屡发生，采煤方法仍有诸多不完善之处。采煤的安全状况也多有隐患，本文就此展开笔者的一些观点.

【关键词】进步；不完善；开拓方式

一、引言

我国紧跟世界步伐，大力引进高新技术，加强自主创新，在采煤技术上和产量上都取得了巨大的进步。例如：在最近几年自主研究开发了具有国际先进水平的大功率电牵引采煤机，具有电液控制功能的大采高强力液压支架，大运力重型刮板运输机及转载机，大倾角、大运力胶带输送机，可为开采煤层厚度5米左右、配套能力每小时2500吨、年生产能力600万吨的综采工作面提供成套装备及开采工艺，在比较复杂的开采条件下实现高产高效。2008年，神华集团万利一矿年产600万吨大采高综采成套装备在井下试验成功，低渗透性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术取得突破，全国建成安全高效矿井（露天）268处，原煤产量8.36亿吨，占全国产量的33%。平均生产规模312万吨、原煤工效17.86吨/工、百万吨死亡率0.045（4）。这仅仅是我国在某矿采煤领域取得一些成绩，但是大型事故屡屡发生，采煤方法仍有诸多不完善之处，煤矿采煤方法亟待提高，采煤的安全状况也多有隐患，需要进一步加强煤矿采煤安全措施保护。

由于开采条件和煤矿所有制的多样性以及地区资源赋存条件和经济发展的不平衡，我国长壁工作面的采煤工艺主要有爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺和综合机械化采煤工艺三种，其中综合机械化采煤工艺是目前采煤技术发展的方向。在我国煤矿中，国有重点煤矿以综采为主，地方国营煤矿以普采和炮采为主，而乡镇煤矿则以炮采为主。

高新技术方面，以高分辨率三维地震勘探技术为核心的精细物探技术，结合其他的高精度、数字勘探技术的应用推广，极大地提高了井田的精细化勘探程度，为大型矿井设计提供了资源保障。深井、厚冲积层条件下的矿井建设水平不断提高，采用钻井法、冻结法两种凿井工艺，基本解决了近600米厚松散冲积层的矿井建设难题，达到国际领先水平；千米深凿井技术和工艺取得了突破性进展，立井井筒施工速度达到每月230米以上，创造了世界纪录。煤巷、半煤岩巷掘进技术装备得到长足发展，研制成功了一系列高可靠性的半煤岩巷掘进机，配合巷道锚杆锚索支护新技术，显著地提高了巷道掘进施工的机械化水平，为我国现代化矿井建设提供了有力的技术保障。

二、我国煤矿目前的采煤方法

我国当前常用的采煤方法主要有： （一）壁式体系采煤法。一般长工作面采煤为其主要特征，产量约 占我国国有重点煤矿的 95%以上。 随着煤层厚度及倾角的不同， 开采 技术和采煤方法会有区别。对于薄及中厚煤层，一般都是按煤层全厚 一次采出，即正层开采。对于厚煤层，可把它分为若干中等厚度（2 —3m）进行开采，即分层开采，也可采用放顶煤整层开采。无论整 层开采或分层开采，依据不同倾角、按采煤工作面推进方向，又可分 为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。 上述每一类型的采煤方法 在用于不同的矿山地质条件及技术条件时，又有很多变化。 开采厚煤层及特厚煤层时，煤层厚度超过 5m，采场空间支护技 术和装备目前尚无法合理解决。因此，为了克服整层开采的困难，可 把厚煤层分为若干中等厚度的分层来开采。 根据煤层赋存条件及开采 技术不同一般分为如下几种采煤法，分层采煤法又可分为倾斜分层、 水平分层、斜切分层三种。 壁式体系采煤法优点：1、巷道布置简单，巷道掘进和维护费用 低、投产快。2、运输系统简单，占用设备少，运输费用低。3、减少 了工作面长度的变化给生产带来的不利影响， 对综合机械化采煤非常 有利。4、通风线路短，风流方向转折变化少，同时使巷道交岔点和 枫桥等通风构筑物也相应减少。 缺点：长距离的倾斜巷道，使掘进及辅助运输、行人比较困难， 有时存在污风下行问题。 （二）倾斜分层采煤法。厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤法。 （三）长壁放顶煤采煤法。开采 6m 以上缓斜厚煤层时，先采出煤 层底部长壁工作面的煤，随即放采上部顶煤的采煤法。 优点：1、单产高 工作面内具有多个出煤点，而且在工作面内 可实现分段平行作业，即在不同地段采煤和放煤同时进行，因而易于 实现高产。2、效率高 由于放顶煤工作面的一次采出厚度大，生产 集中，放煤工艺劳动量小以及出煤点增多等原因，其生产效益和经济 效益大幅度提高。3、成本低 放顶煤开采比分层开采减少了分层数 目和铺网工序，由此节省了铺网费用，此外其他材料、电力消耗，工 资费用等也都相应减少。4、巷道掘进量小 减少，便于采掘接替。 缺点：1、煤损失多 在目前的技术水平条件下，放顶煤开采的 掘进量和巷道维护费用 工作面煤炭采出率一般比分层开采低 10%左右。2、易发火 由于煤 损较多，在回采期间采空区就有可能发生自燃。3、煤尘大 在放顶 煤工作面，采煤机割煤、支架操作时的架间漏煤及放煤均为煤粉的来 源。4、瓦斯易积聚 与分层开采相比，放顶煤开采的产量集中，瓦 斯散发面大，采空区高度大，易于积聚。 （四）掩护支架采煤法。在急斜煤层，沿走向布置采煤工作面，用 掩护支架将采空区和工作空间隔开，向俯斜推进的采煤法。（五）伪倾斜柔性掩护支架采煤法。在急倾斜煤层中，伪倾斜布置 采煤工作面， 用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开沿走向推进的 采煤法。 （六）阶采煤法。在急倾斜煤层的阶段或区段内，布置下部超 前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。 （七）正台阶采煤法。在急倾斜煤层的阶段或区段内，沿伪斜方向 布置成上部超前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。 （八）水平分层采煤法。 急斜厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法。 （九）斜切分层采煤法。急斜厚煤层中沿与水平面成 25 度至 30 度 的斜面划分分层的采煤方法。 （十）房柱式采煤法 沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界， 再后退采出煤房之间煤 柱的采煤法。 优点：设备投资少，一套柱式机械化采煤设备的价格为长壁综采 的四分之一。采掘可实现合一，建设期短，出煤快，设备运转灵活， 搬迁快。巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板。 缺点：采区采出率低，一般为 50%—60%；通风条件差、漏风大。

三、我国煤矿目前的安全状况

为全面落实"先抽后采、监测监控、以风定产"的方针，地面抽采、本煤层抽采、邻近煤层、采空区抽采等瓦斯抽采技术得到了广泛应用。目前，属于高瓦斯和瓦斯突出煤矿的原国有重点煤矿90%以上开展了瓦斯抽采工作，年抽采量达到20多亿立方米，其中40%被用于瓦斯发电或作为民用燃料。基于计算机网络系统的全矿井安全监测系统和远程集中监控系统被普遍推广应用，如北京矿大能源与安全科技发展有限公司及北京泰利润德公司联合研发的YHJIS型井下音视频等。这些设备在煤矿瓦斯事故监控和防治中发挥了重要作用。研究开发的地音监测仪、微震监测系统以及电磁辐射装置，用于预测矿井动力灾害，使不发生动力灾害区域的预报准确率达到100%，可能发生动力灾害区域的预报准确率达到80%以上。同时矿区火灾隐患识别及控制新技术研究也取得了突破，矿井火区的早期预报、注浆灭火技术日趋成熟并得到广泛推广应用。