煤矿井下开采技术之我见

摘要：随着时代的发展，采煤方法和工艺也随之有所进步，先进的方法和工艺不仅提高了煤矿的产量，同时也保证了采煤的效率，让采煤工作得以更安全地开展。文章介绍了几种常见的地质条件下的采煤方法，以供参考。

关键词：井下开采技术；缓倾斜煤层；急倾斜煤层；薄煤层

中图分类号：TD823

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）22-0132-031　概述

采煤方法及工艺是采矿科学中永恒的主题。在如今科技迅速发展的时代，必将带动采煤工艺的发展，让采煤工艺走向现代化、科学化、效率化。采煤技术只有与高新科技相结合才可以实现产量高度集中和可靠的目标，才可以更好地提高采煤的经济效益，优化资源配置，达到最优产量。

2　煤矿井下开采技术简介

由于不同的煤层所在的地方地质条件不同，采煤所用的机械设备也不相同，所以采煤方法和工艺也不尽相同。采煤工艺就是在不同采煤工作面内按照一定的顺序来完成采煤工序的方法和配合过程。采煤工艺过程则是在工作中按照一定的顺序完成的过程。

对于倾角＞10°煤层的井下开采，一般采用水平开采，先在第一水平对各区煤层依次进行开采，之后再移至下一水平继续开采。开采近水平的煤层时，又要将其划为几个盘曲，立井于井田中心，到达煤层之后，先采近井筒的盘区，再采距离较远的盘区。如有两层或以上煤层，先采第一水平最上层的煤层，而后从上往下采，第一水平采集完后再转移至第二水平。

3　不同地质条件下的开采技术

3.1　埋藏浅、硬厚顶煤类煤矿开采技术

对于埋藏较浅、顶板岩体坚硬、顶煤硬厚的煤层主要采取下列两种技术：

3.1.1　硬顶板控制技术。此方法主要是运用于坚硬岩石的顶板岩体、极坚硬岩石的顶板岩体、坚硬岩石或极坚硬岩石节埋裂隙极发育的破碎岩体中的煤矿深浅还有地压较小的一种技术。方法是应用煤柱支撑顶板的柱式采煤方法，在采空区留置大量的煤柱，采煤过程中不能够把顶板岩体放落下来，这样就能够形成支点压力区，在煤柱中就累积了大量的弹性潜能。在重力场的长期作用之下，煤柱和顶板岩体应力不断地增加，所积聚的弹性能也不断增加，一旦此弹性能被释放，顶板岩体便可以向采空区快速运动，形成坚硬顶板大面积一次

冒落。

此种技术的优点在于其能让顶煤的回收率得到提升，还能使基本顶按一定距离垮落，利于顶煤破碎取煤。但硬顶煤一次性大面积冒落产生的冲击易造成矿区事故或地面塌陷等危险，所以采用此技术前应做好安全措施，若有异常则应及时撤离。

3.1.2　硬厚顶煤控制技术。在采煤时若遇到坚硬厚煤层，煤质强度大、裂隙率低、资源回收率低时，宜采取硬厚顶煤控制技术（顶煤弱化技术）。此技术主要有顶煤深孔爆理技术和高压水裂技术来弱化硬厚顶煤两种。

这两种方法的优点在于解决了坚硬厚煤层顶煤难冒落问题，让顶煤体能随采随冒，提高顶煤的回收率。深孔爆破法对顶煤的弱化有显著效果，并且操作工艺简单，但是存在安全系数偏低的缺点。而高压水裂技术的操作工艺虽比前者复杂，但其弱化效果也是十分显著，并且安全系数较高。显然，采用高压水裂技术既保证弱化效果，又保证开采过程的安全，两全其美。

3.2　18°～25°缓倾斜薄煤层开采技术

在我国现已探明的煤矿之中，薄煤层便占了84%。缓倾斜薄煤层煤矿主要是指煤层平均厚度为0.8～1.3m，煤层倾角在18°～25°之间的煤层。由于缓倾斜薄煤层的开采条件相对较好，易开采，但我国现薄煤层的综合机械化开采程度低，产量不够，造成了资源浪费。所以，好的开采技术在矿井寿命延长、开采质量的提高中起着举足轻重的作用。而且在开采时注意保证支护质量，可以进一步加强完善支架结构及强度，加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层（采高3m左右）高产高效指标的差距。下面列举几种薄煤层的开采技术：

3.2.1　薄煤层高档普采。此方法适用于煤层赋存的地质条件，适应性较综采强，煤层厚度大于0.6m和倾斜角小于30°的薄煤层。最重要的是合理选择配套，加强技术管理。

此方法与综采相比，投资少，机械化程度低，易普及，但利用劳动力的强度大。通常利用采煤机来完成落煤和装煤工序，工作空间的支护和处理采空区等都需要大量大工来处理。

3.2.2　薄煤层综采。此方法适用于地质构造简单并且无大的断层褶皱，采高＞0.8～1.0m倾角＜25°的煤层，此方法中所用到的采煤机机身高度低，整机长度尽可能短，要有稳定性较强的整体结构。运输机中部槽必须要低。所有开采步骤均采用机械，是一种机械化程度较高的开采工艺。

此方法机械化开采条件差，作业空间也较狭小，如何保障通风是难题。并且煤层厚度的变化和其他地质构造也会对此方法的使用造成影响。但是优点在于设备可靠性高，运行中故障较少。

3.2.3　薄煤层刨煤机开采。此方法适用具有以下特征的煤层：顶板稳定性好且不粘顶煤；煤层中硫化铁块度较小且含量不多；夹石层厚度＜200mm；底板平整且起伏幅度在7°～10°之间，底面不鼓起；煤层沿走向和倾斜方向没有落差＞0.3～0.5m的大断层和褶皱；煤层厚度＜2m且煤层倾角最好＜15°（最大不超过25°）。需要注意的是，硬煤及特沾性煤不宜使用此方法。

此方法的优势在于刨煤机的结构简单可靠，维修方便；截身一般为4～15cm；刨落的煤块块度较大；工作面可做到无人操作，劳动强度相对较小；做到了程度较高的自动化。但是对地质条件的适应性没有滚筒采煤机高，且需要操作工人具备较高的技术和知识水平。

3.2.4　薄煤层螺旋钻采煤。BSHK-2DM型螺旋钻采煤机适用于有瓦斯和爆炸危险，厚度在0.4～1.0m，煤层倾斜角度＜15°，走向起伏＜8°的各种硬度的薄煤层和极薄煤层，但是最主要还是运用于厚度在0.7m以下的极薄煤层。需要注意的是不允许运用在有突出危险和自燃危险的煤层。螺旋钻采煤机一般不止在运输槽中，钻头负责割煤，螺旋钻杆负责掏煤，煤便可以直接落入运输槽的刮板输送机上直接运出。