煤炭企业高效采矿技术探析

摘要：近年来，我国煤炭业的快速发展直接影响着总体经济的提高，而高效率的采矿不仅是煤炭采矿业的重要发展方向，更大大提高了煤炭采出率，保护了生态的总体环境，为实现煤矿业的可持续发展奠定了基础。本文阐述了我国煤炭采矿业技术的发展状况，并对科学采矿进行探讨。

关键词：高效采矿；保水采矿；煤与煤层气共采

中图分类号：TD853.3 文献标识码：A

1煤炭高效采矿的基本概念

在理论层面上，高效采矿是对煤和瓦斯以及水或其它一切所能利用的种种资源的使用范围，它的使用不仅能提高社会的进步，更能在经济效益方面取得重大的收获，其中高效采矿主要包含以下几个方面：（1）保水采矿，即在利用水资源方面的保护；（2）煤与瓦斯共采，即在瓦斯中的抽取和释放；（3）充填采矿，即对在土地使用方面和建筑工程方面的用途；（4）煤炭地下气化，即被污染的土地里带含有矸石的物质等等 。2003年，煤矿业对高效采矿业提出新的定义及相应的技术要求，其中提到以下几点：（1）岩层在空间发生变化时对采矿业的影响和在移动时所发生的变化。（2）是经煤矿采矿后岩层内之间运动规律的说明。（3）是在岩层中最关键的层面所指出的理论。（4）是裂岩体在液体流动时发生的变化。从而实现环境保护和煤炭资源采矿协调发展的共同目标。

2保水采矿

针对地域和环境的不同，每个采矿区在地下的所含水份也是不同的，因此在不同区进行保水采矿时，要适用相应的技术。在保水采矿时主要针对的是水资源的保护和利用煤水共采及防治水灾害等等。由于水资源的影响对煤矿采矿业有着重要意义，因此在煤炭采矿的整个过程中，使地下水过量溢出的原因在于其含水层曾经流过的地方，这是造成洪水灾害的主要因素，而在采矿采空区内如果地下水和导水裂缝带之间互相接通，就会使地下水大规模地形成降落漏斗，使得此采空区的含水层层面水位下降，并影响该采空区区域的水文地质变化[。而在经常采矿空区内，其原有的生态和地域环境都将发生巨大改变，空区内地面表层会随着采矿的使用情况发生变化，当塌陷时会直接影响到其周围的河流、湖泊以及井泉等地面表层的整体状态，造成大流变小流，小流变断流的严重后果，并直接关系到附近居民的日常生活，在一定程度上破坏周围地植，至此造成土地荒漠化的最终结果。

3煤与煤层气共采

"瓦斯"是煤层气的俗称，同煤气一样，是宝贵的绿色洁净能源之一。而在我国瓦斯的开采和使用通常会受到一些因素的限制要求。为此，瓦斯与煤气应该做到资源共享，以实现煤气和瓦斯等洁净能源的真正利用，完成这一目标的技术包括以下四种技术方法：第一，采用采前抽采的方式：首先是将瓦斯抽出在采矿之前，此方法真正的意义是保障和提高煤矿安全的最有效方法。由于大多煤气气体的透气性效低，致使采前抽采的方法在应用上存在很多弊端。第二，是煤与瓦斯共采的相关技术：在采矿过程中会使周围的岩石所存在的压力减低，压力降低后会产生裂缝致使大量瓦斯溢出，便于瓦斯的采取。其间经常使用留巷钻孔和卸压的方法。第三，是废弃矿井抽采瓦斯方法：矿井长时期废弃，当再次开采时里面会大量溢出瓦斯，这一点是可以利用的。第四，是回风井回收瓦斯。

4充填采矿

充填采矿真正的意义为：逐步使用各种充填材料充填采空区的过程，进而以控制岩层为主要目的。这是一种可以缓和矿压、采矿巷道和维护采矿场，使采矿区地表下沉得到最大限度的降低，使煤炭的采出率得到最大的提高，进而对地表的建筑物群体、生态环境以及水资源进行保护[。针对充填的材料的不一样，可以将其分为以下几种：水砂充填法、矸石充填法以及膏体充填法。目前使用居多的是矸石充填：它的特点是以采矿的煤矸石填充井下的空置区域，从而达到减少煤炭采矿固体废弃物污染的情况，即能使采矿所带来的灾害沉陷降至最低点，又能使资源回收率在一定程度上得到提高。充填采矿的技术分为两种：（1）刮板输送机卸矸充填：充填装备分别由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。并在自移式液压支架的后端多增加了后悬臂， 在增加充填垂直高度的同时，调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽， 在保证每两节中部溜槽设置一个溜矸孔（溜矸孔必须开在溜槽的中板上）的同时与机头和机尾共同组成整部刮板输送机。当矸石矿车由电机车开至采区矸石车场内，首先通过翻车机卸载，矸石经转载机输送最后破碎机进入矸石仓；（2）抛矸机抛矸充填：用矿车运至井下矸石车场将岩巷和半煤岩巷掘进矸石经翻车机卸载后，矸石经破碎机破碎，然后进入矸石仓。在矸石仓下口，利用胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运至上下山，再由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷，最后将工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部，至此完成由抛矸胶带输送机向采空区的抛矸充填过程。

5煤炭地下气化技术

在热化学的反应下，将原有的地下煤炭煤在其位置上完成从不可燃烧气转化为可燃烧气体的过程，称为煤炭地下气化技术。集建井、采煤、气化工艺为一体的多学科开发洁净能源与化工原料的新技术，其实质是只提取煤中含能组分，变物理采煤为化学采煤，因而具有安全性好、投资少、效率高、污染少等优点，符合人类可持续发展的需要。还能通过煤炭地下气化生产合成气，可以充分发挥煤炭地下气化的技术优势，为煤化工的发展提供新的扩展空间。当然在劣势方面，包含以下几点：（1）很难控制气化过程中在地下产生的种种反应，合成气成分波动过大；（2）受煤层和地质影响大，容易造成井井之间相互漏水、通气等情况；（3）气化后出来的气体成分不稳定，有待改善气化剂种类与含量；（4）地下燃烧、气化情况不好控制，应加大地下气化过程的监控力度；（5）在该技术方面，大部分研究只注重化学工艺，很少关注行业发展动态等。煤炭地下气化作为清洁能源技术的主要研究方向和符合可持续发展战略的环境友好绿色技术，其发展空间和前景非常良好的。

结语

作为在我国使用的主要能源之一的煤炭，由于它的开采和利用使我国计民生的重大问题得到了解决。在我国经济持续发展的今天，传统的煤炭产量已经符合不了当前国家发展需要。只有高效采矿才能真正解决当前煤炭需求量。高效采矿方法不仅充分利用了煤炭资源，也提高了煤炭采矿业对人类生存环境的保护。伴随着我国高效采矿技术的完善和进步，在环境质量和经济发展水平也会有较大幅度提升，经济与自然环境也会有较大的发展，这种变化我们将有所期待。

参考文献

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