井下采矿技术及其方法的选择

摘要：社会经济的持续发展，使人们对煤炭需求量日益增大，而采矿技术也随之进行了不断发展与创新，在一定程度上为煤矿实现高产、高效、安全生产提供了有力的技术保障。文章主要就目前我国常用的井下采矿技术进行了深入研究，以期提高煤矿选择最佳井下采矿技术与方法的准确性与科学性。

关键词：井下采矿；回采式；填充式

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）03-0095-02

完善采矿技术是我国采矿科学当前所面临的主要问题。随着科学技术的不断发展与创新，促进我国采矿技术、方法的日益成熟和完善是每个煤炭企业都应重视，并付诸于实际行动的。科学、合理的采矿技术，可以为煤矿生产能力提供充分保障的同时，还能为煤矿企业安全、高效的实施开采作业提供有力的技术支撑，从而促进矿井效益最大化。

1 井下采矿主要方法分析

1.1 回采式

回采式技术主要是先通过凿岩联络巷向凿岩设备运入，并在矿体中上盘，将回风巷与凿岩通道相连接，使其形成一股回风风流，最后便可以利用凿岩车将落下的矿石运出。在本矿煤炭开采中，采用最多的便是回采式，在具体实施过程中一般分为无矿柱和留矿柱两种，无矿柱式主要通过每个百米划置一个开采区，但相邻盘区之间不预留矿柱，并采用充填法，对位于中间的地段实施来回开采，直至矿石集中开采完成。而留矿柱同无矿柱相差不大，其最明显的差异在于其相邻盘区之间留有矿柱，也就是每一百米之间，会有200～350m留作矿柱，只采一百米中的剩余部分，这样便会在每一开采区内留有一定的空间，这些空间被成为矿房。一旦对矿房进行开采，由于其位置较低，可以充分保证巷道稳定、牢固，因此这种方法最显著的优点便是能够有力保证采区的安全与可靠。

1.2 充填式

充填式技术则是目前我国比较先进的一种技术，为了保证技术的实效性，填充技术越来越多样化，特别是高尾砂、高浓度的发展使得该技术在节约成本、保护矿山、降低贫化率、防止地表坍塌等方面具有非常显著的效果。

2 井下采矿技术的具体发展和应用

2.1 井下采矿机械化技术

采矿方法的创新将会为煤炭开采的每一个环节带来变个性发展，而现代煤炭开采朝着高产、高效、安全方向发展的强劲趋势，促使采煤技术必须与现代科学技术充分结合，方可实现采煤技术多层次、多样化，建立起符合中国实际，具有中国特色的煤炭开采方法理论与实施技术。目前我国已经建立起机械化采煤技术主要为浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代采煤成套技术、缓倾斜薄煤层长壁开采技术等。前者主要就顶板层控制技术进行研究，通过倾斜深孔爆破、定向水力压裂等技术对其进行处理，可以实现随采随冒，有效提供了顶煤开采的回收率。除此之外，还能充分保证其基本煤顶能按一定的距离实现跨落，在很大程度上有效保证了开采过程的安全性。对于顶煤冒性比较差的，则可以采用综放开采设备成套技术，比如研制成功的新型液压支架，不仅能够有效实现其破碎顶煤以及对顶板实施控制的目的，同时还能对顶煤实施安全放置。不管采煤技术机械化发展程度如何，在具体实施过程中，依旧需要结合相关的采煤技术，才能充分发挥其应有的实效。

2.2 深矿井开采技术

随着开采技术的不断发展，涉及深部井下地区的开采现象越来越普遍，有些煤矿开采深度甚至达到1000米左右。深矿井技术的应用比之一般采煤技术要求更为严格，但由于深矿机开采情况比较复杂，因此在实际开采过程中，并没有比较统一的技术方法。为保证深矿井施工的安全性、高效性，且考虑到地质结构的差异性，在实施开采时，最应控制好矿井自身产生的压强以及其对地压产生的冲击等。针对降温、通风等方面，则应通过对通风系统进行科学、合理的改造，在扩大深矿井内部风量的同时，实现内部降温。为有效避免瓦斯爆炸等危险事故的发生，除了对其增大风量之外，还可以在开采时向煤层注入适当水分，对其内部解放层进行适度采掘，破坏瓦斯原有的基本性质，保证其应力处于安全范围之内。

虽然针对深矿井的开采技术还存在一定的问题，没有进行有效规范和统一，但在开采过程中，研究出的地质结构、原理等，却能够为我们日后进行深度研究与创新提供了一定的理论基础和技术支撑，充分保证对深矿井资源的有效开发和利用。

2.3 “三下”采煤技术

“三下”采煤技术主要是对于建筑下方以及铁路下方采煤技术的统称。“三下”采煤技术所开采出来的煤炭数量一般占据我国总煤炭开采数量的十五分之一，是数量非常小的一部分。在之前一般多采用充填式，但目前更多的是利用陷落法开采技术。该种技术最大的优点是充分降低了对地表建筑的破坏程度以及企业生产成本，促进企业经济效益的明显提高。而条带开采法的应用则可以有效保量覆岩层自身的重量，在增加煤柱稳定性的同时，提高了采区的安全性。条带开采法就是将煤层区域划分成多个条带，在相邻条带之间进行作业。在铁路下方实施煤炭开采时，最主要的是控制好煤层的厚度、深度，并留设一定的铁路，使其对煤柱实施有效保护。开采区应尽量选择在铁路正下方，保持合理速度

进行。

2.4 优化巷道设计开采技术

对煤矿开采区域地质结构进行勘察，进而对开采巷道实施科学设计，可以为开采者创建良好的作业环境，提高开采速度。实施巷道优化设计，是保证深矿井高产、高效、安全作业的关键所在。对此通过对神华集团所属大柳塔矿相关技术的总结与分析，针对单一煤层进行巷道优化设计，将采矿技术与开采布置有效配置，无需将矸石运输，大大降低设备的同时，减少了巷道掘进工程量，有效提高了开采效率。

2.5 实例分析

某煤矿开采11号煤层，其厚度为5m。基本顶主要是石灰岩，厚度约为12cm，与上面的4号煤层间距约为80cm。在进行回采时，其工作面正常涌水量为10m3/h，但在推进38m时，基本顶初次来压出现冒落现象，导致涌水量提至200m3/h，导致之后工作面出现全面被淹、风路中断、全面停产现象。相关人员进行研究之后，发现为4号煤层积水与11号煤层导水裂隙相连造成的。由于4号煤层封闭时间过长，无法进行有效解决措施，故在11号煤层安装大功率的长距离钻机，从而对其实施防水，并安装一定三通、流量表、压力表、泄水闸等设备，对4号采煤层实施探访，有效排放积水30余万方。这充分说明了在进行开采技术选择之前，应对上层积水进行安全探访，也就是说应针对具体情况，在充分了解并掌握开采区所处环境之后，对其实施开采技术的选择。与此同时，应通过优化巷道设计，为煤炭开采创造良好的施工环境。

3 结语

综上可知，文章主要就本矿所使用的采煤技术进行分析，并介绍了其它比较常用的采煤技术。通过对案例的实际分析，对相关内容进行了进一步深入了解，在一定程度上为提高煤矿采煤技术和方法的选择提供了参考依据。

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作者简介：史明章（1967—），男，陕西铜川人，陕煤集团神南产业发展有限公司安全部部长，研究方向：煤炭开采。