关于采掘技术合理优化的研究

0 引言

众所周知，进行地下作业，这是煤矿井工开采的一个显著特点。在实施井工开采过程中，一个重要环节就是要把井筒一直进行开凿，直到跟地下相通为止；然后再把巷道跟着掘进，并进行有关盘区（采区）以及采煤工作面的相关布置；并且要及时支护好采煤以及采掘工作面，以便及时处理采煤后所形成的那些地下采空区；煤矿、矸等地下开采出来的这些矿产，要把它们及时通过拉伸，从地下运输到地面。由此可见，进行地下开采煤矿，不仅有着繁多的生产环节，而且还有极其复杂的工作程序；总体来说，从地下煤矿到达地面的整个过程，其中心环节应为开采，整个生产系统的过程表现为掘进 运输 提升 通风排水动力供应通讯地面布置等等，并且有关地下煤矿的生产方法以及如何进行组织和管理还要进一步做好。所以综合上述，可知合理优化煤矿采煤方法，就是把那些新的采煤装备、成功的采煤方法引进或者采用到地下煤矿所在的矿区，然后优化改造矿井的那些生产系统，在这个基础上，继续深化改革地下煤矿的作业方式以及相关生产组织制定最终促使整个煤矿生产效率和经济效益得到大幅度提高，而且整个生产过程的安全水平也达到符合要求。

1 设计采煤技术应遵循的基本准则

在对有关井工开采方法进行选择时，以下这两个技术原则应优先考虑到：第一个技术原则，有关采动所产生的影响特征以及影响程度。结合这个研究成果（对采动影响理论的研究）可以知道，有关地表移动以及相应的变形就是采动影响所表现的主要特征，在对有关地下采煤方法进行设计时，对于地表移动和变形这两大特征以及所达到的程度一定要给予充分的考虑，对于那些埋藏比较浅、并且具有比较大倾斜度的煤层，其“上三带”的相关程度以及特征也要充分进行关注并加以考虑；第二个技术原则，有关资源的回收率。要对采动的那些不利影响进行有效降低，并且要使井下的安全开采得以顺利实现，有关降低回采率这个开采措施在很多时候就要被采纳并加以实施；所以对于资源回收率这个问题如何进行有效处理，这也是对地下采煤方法进行选择时所要遵循的一条主要技术原则。

2 合理优化煤矿开采技术的分析

2.1 离层注浆

这是当前很多矿务局所采用的一种新方法——以控制或者减缓地面沉陷为目标。只要覆岩的结构合适、离层带的位置选择准确、有关工作面推进离层发生、发展以及闭合时空规律（动态）能够被掌握好，运用这种方法就可以达到比较理想的效果。

2.1.1 关于离层带的充填技术分析

这种技术的主要目的是要把覆岩下沉有效控制住，从而最终能使地表沉降的控制得以实现，其主要过程是：第一，从地面向采空区上方覆岩（离层带）进行打钻；第二，从这个钻孔中，以高压方式把液体填充材料注入。在离层空间中充填浆液其作用有二：一是把离层空间进行充填，以期促使覆岩下沉得到有效控制；二是用浆液充填，一旦出现脱水，就将形成一种类似岩体的、具有一定硬度的填充物来把上覆岩体支撑住。这种离层带注浆技术有较多的优点，它不同于采空区直接进行的填充方法，由于它施工不在井下，因而不干扰现有的生产系统，而且其设备具有少投资、容易操作等特点，因而运用这种技术不仅仅具有极其明显的填充效果同时还具有相当高的煤炭回收率。实施这种技术关键有两点：一是要对离层存在的条件进行创造；二是有关采空区的尺寸要控制好，不至于被采动过充分。

2.1.2 有关这种技术的实践应用

大屯煤电公司于1991年10月引入这种离层充填技术，并于第二年的3月份在该矿的某个工作面开始实施实验，该工作面基本情况如下：960m的走向长、其中110m为倾斜长度，具有4.83m厚、20°～30°倾角的煤层。其中对顶层管理应用冒落法实施管理，沿着长壁走向进行开采。实施离层充填技术后，通过观测地表发现效果极其显著：不管是地表下沉速度还是地表最大下沉处，均得到大大减少，其减少幅度分别高达43%和37%，从而有效保护了地面各种建筑设施。

2.2 条带开采

这种开采方法比较特殊，具体是这样进行操作的：第一，划分所要开采的煤层，使之形成正规的条带状；第二，在划分为正规条带煤层状的基础上，每开采一条具有一定宽度a的煤层，相应的就留下一条具有一定宽度b的煤层，其上覆岩层的重量主要就是要由这条所留下来的煤柱来支撑，不管是有关地表的移动还是变形，都将对地表带来比较小的影响。

2.2.1 设计原则分析

具有足够的稳定性和强度，并且对上覆岩层的支撑不仅时间要长，而且支撑效果要好，这是煤层进行开采过程中所留下来的那条带煤柱应该具备的条件。满足这个条件，就可以让地表的移动或者变形减少到最低限度；至于有关开采条带的宽度，以不让地表所出现的下沉盆地过于明显和波浪状下沉为控制尺寸，若能出现单一的平缓下沉飞盆地就为最佳。

2.2.2 有关采出留宽度的确定方法

第一，确定采出宽度a；通过一定的实验模拟来确定这个采出宽度a，综合有关国内和国外的成功经验，这个采出宽度a一般控制在煤层宽度的1/4～1/8之间为宜；第二，确定保留条带宽度b。当采出宽度a确定后，如果无限加大这个保留条带宽度b，也没多大意义，这样做，同样会让许多下沉盆地在地表上出现，因此比较可靠的确定数值，应该结合煤柱强度通过一定的计算来得到，那些随便的进行确定是十分的不可取。在实际当中，有关这个条带煤柱的强度是采用Wilson的方法进行计算。

3 结论

总之，通过合理优化采煤技术，可以有效提高我国煤矿特别是那些中小型煤矿的管理水平，从根本上改变原来所存在的那种简单再生产状况，提高我国煤矿生产的装备和生产安全条件，这对于保证我国煤矿安全健康发展、促进我国和谐社会的建设都具有重要的意义。

参考文献

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