煤礦采煤技術(shù)的合理優(yōu)化分析

張建國(guó)

摘要：科技和社會(huì)的飛速發(fā)展，帶來(lái)了煤礦采煤技術(shù)的飛躍，傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的采煤要求，就采煤技術(shù)這一領(lǐng)域而言，我們還有很多亟待解決的難題。目前已經(jīng)有不少有關(guān)采煤技術(shù)的專業(yè)性理論，這些理論對(duì)實(shí)際的應(yīng)用技術(shù)有著深刻的指導(dǎo)意義。合理的采煤技術(shù)能夠保證煤礦的生產(chǎn)力，提高煤礦的生產(chǎn)效益，更能夠確保煤礦工人的人身安全，使采煤更加高效、安全。因此，為了促進(jìn)煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展，保證煤炭開(kāi)采的安全，必須對(duì)煤礦采煤技術(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：煤礦;采煤技術(shù);合理優(yōu)化

社會(huì)的發(fā)展對(duì)煤炭的需求量提出了更高的要求，如何提高開(kāi)采效率，提高企業(yè)效益，是煤炭企業(yè)面臨的一大課題。煤礦開(kāi)采的環(huán)境相對(duì)特殊，其工作相對(duì)復(fù)雜，稍有不慎，就會(huì)發(fā)生事故，這給煤炭開(kāi)采工作和工人人身保障帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。采煤技術(shù)的合理與否與開(kāi)采工作是否能夠順利進(jìn)行和工人的人身安全是否能夠得到有效保障都息息相關(guān)，因此，煤炭企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的不斷增加，提高采煤工作的安全系數(shù)，合理優(yōu)化采煤技術(shù)勢(shì)在必行。

1.設(shè)計(jì)采煤技術(shù)應(yīng)遵循的原則

選擇井工的開(kāi)采方法，應(yīng)當(dāng)考慮兩個(gè)原則，一是采動(dòng)的影響特征和影響程度。結(jié)合采動(dòng)影響理論的相關(guān)研究，采動(dòng)的影響特征主要是地表移動(dòng)和相關(guān)變形，設(shè)計(jì)方法時(shí)，地表移動(dòng)和變形兩大特征及其程度應(yīng)當(dāng)被考慮進(jìn)去。二是資源回收率的處理問(wèn)題。這一原則關(guān)注的是采動(dòng)的不利影響，在設(shè)計(jì)方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮這些不利的影響，確保井下開(kāi)采的安全，為了實(shí)現(xiàn)這一要求，有時(shí)甚至需要使用降低回采率的措施。

2.我國(guó)煤礦采煤技術(shù)的現(xiàn)狀簡(jiǎn)析

2.1采煤技術(shù)水平偏低

中小型煤礦企業(yè)的存在是我國(guó)煤炭行業(yè)的主要特征，這些中小型企業(yè)大多存在一些資金不足、資源浪費(fèi)、設(shè)備落后、管理不當(dāng)?shù)臓顩r，這種狀況導(dǎo)致我國(guó)采煤技術(shù)水平相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家較為落后，同時(shí)也導(dǎo)致我國(guó)煤炭企業(yè)的采煤效率偏低、經(jīng)濟(jì)效益不高。

2.2采煤設(shè)備不夠安全標(biāo)準(zhǔn)

大多中小型企業(yè)的采煤設(shè)備較為落后，技術(shù)含量較低，有時(shí)還需要人工作業(yè)的配合，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，是礦井發(fā)生事故，導(dǎo)致施工安全隱患的重要原因，因此，為了保證工人的生命安全，改進(jìn)設(shè)備迫在眉睫。

2.3采煤技術(shù)跟不上新型設(shè)備的使用需求

在我國(guó)，有些煤礦已經(jīng)開(kāi)始采用較為先進(jìn)的設(shè)備實(shí)施采煤工作，但采煤技術(shù)仍然停留在舊有水平上，無(wú)法跟上先進(jìn)設(shè)備對(duì)技術(shù)提出的更高要求，從總體來(lái)看，采煤工作仍在落后的條件下進(jìn)行，更遑論偏遠(yuǎn)地區(qū)的那些黑煤礦。

2.4煤礦開(kāi)采極大影響了周邊環(huán)境

采煤工作的進(jìn)行必然會(huì)對(duì)周遭環(huán)境造成一定的影響，首先就是對(duì)土地資源的影響，有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致地表塌陷以及砰石擠壓，有時(shí)由于不干石的自燃會(huì)嚴(yán)重污染空氣，此外，煤炭開(kāi)采還會(huì)對(duì)地下水資源造成一定的污染，降低水質(zhì)量。

3.采煤技術(shù)應(yīng)用的原則

3.1安全原則

采煤技術(shù)的根本原則是安全原則。人員安全應(yīng)當(dāng)成為整個(gè)采煤過(guò)程的重點(diǎn)，在設(shè)計(jì)采煤方法時(shí)要將人員安全放在首位，在生產(chǎn)過(guò)程中，也要切實(shí)保障好人員的安全，這是煤炭企業(yè)和煤炭開(kāi)采工作長(zhǎng)期發(fā)展下去的根本所在，因此，必須確保從采煤工作開(kāi)始前的設(shè)計(jì)開(kāi)始到施工過(guò)程中再到施工結(jié)束的整個(gè)過(guò)程中，人員安全都得以保障。

3.2經(jīng)濟(jì)適用原則

這一原則是指在確保煤礦安全的情況下，采煤方法應(yīng)當(dāng)是經(jīng)濟(jì)適用的。經(jīng)濟(jì)效益是煤炭企業(yè)進(jìn)行煤炭開(kāi)采的根本目標(biāo)，是必須長(zhǎng)期進(jìn)行研究和探討的，因此，在意安全原則為前提的條件下，應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的改進(jìn)煤礦采煤技術(shù)，提高煤炭的單位產(chǎn)出量和開(kāi)采效率，從而提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3高效率原則

高效率指煤礦的單位產(chǎn)出量高，開(kāi)采效率高。采煤技術(shù)在遵循安全原則的前提下，應(yīng)當(dāng)要高效，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用更少的資源產(chǎn)出更多的煤炭量，減少煤炭自燃情況的出現(xiàn)，降低煤礦的浪費(fèi)，盡量用最少的成本來(lái)完成預(yù)期的目標(biāo)。

4.煤礦采煤技術(shù)的合理優(yōu)化

就目前的煤礦開(kāi)采情況來(lái)看，已經(jīng)有很多煤礦采用離層注漿的控制方法或一些能夠減緩地面沉陷的方法來(lái)進(jìn)行煤炭開(kāi)采，下面就來(lái)具體探討這些能夠合理優(yōu)化采煤技術(shù)的方法。

4.1離層注漿

離層注漿技術(shù)是指在高壓作用下通過(guò)地面鉆向采空區(qū)上方覆巖內(nèi)的離層帶，用高溫漿液對(duì)離層帶進(jìn)行填充，通過(guò)對(duì)覆巖下沉的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)減緩地表沉降的最終目標(biāo)。這些進(jìn)行充填的液體脫水后所形成的“似巖體”強(qiáng)度較大，足以支持上覆巖體。這種方法與一般開(kāi)采區(qū)的填充方法有所不同，這種方式對(duì)于井下施工十分適用，同時(shí)，它又不需要進(jìn)入井下施工，不會(huì)干擾井下施工的生產(chǎn)系統(tǒng)，并且這種技術(shù)所需的設(shè)備非常簡(jiǎn)單，投資相對(duì)較少，煤炭產(chǎn)出率較高。

離層存在是實(shí)施這一技術(shù)的關(guān)鍵所在，采用這一技術(shù)，必須注意要精準(zhǔn)控制采空區(qū)，確保采空區(qū)無(wú)法達(dá)到充分采動(dòng)，必須確定離層帶的準(zhǔn)確位置。離層分布規(guī)律與開(kāi)采尺寸緊密相連，覆巖中的拱梁平衡結(jié)構(gòu)是決定開(kāi)采尺寸的關(guān)鍵因素，因此，離層空間的最佳尺寸就是覆巖中的最大開(kāi)采尺寸，如果超過(guò)，拱梁平衡結(jié)構(gòu)被破壞，離層就會(huì)消失，地表也會(huì)隨之下沉。

4.2條帶開(kāi)采

條帶開(kāi)采比較特殊，主要是針對(duì)開(kāi)采煤層，將其劃分為正規(guī)的條帶狀，再進(jìn)行開(kāi)采工作的技術(shù)?！安梢粭l，留一條”是這種技術(shù)的實(shí)施方法，這種及時(shí)能夠確保留下的條帶足以支持上層巖石的重量。這種技術(shù)對(duì)地表變形的影響較小，對(duì)其傷害也不大。

4.2.1設(shè)計(jì)原則

“采一條，留一條”是實(shí)施方法，在采過(guò)一條之后，剩下的一條必須有足夠的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，必須能夠長(zhǎng)期支持覆巖層，避免土地表層產(chǎn)生變形、發(fā)生移動(dòng)。另外，進(jìn)行條帶設(shè)計(jì)，必須將條帶的尺寸和寬度限制在一定的范圍內(nèi)，確保土地表層不會(huì)出現(xiàn)波浪狀的下沉盆地，保證其下沉單一平緩。

4.2.2開(kāi)采方法

“采一條，留一條”是條帶開(kāi)采的主要方法，這種方法能夠有效控制地表下沉，確保采礦工人在井下作業(yè)時(shí)時(shí)安全的，并且這一開(kāi)采技術(shù)所需的設(shè)備不多，投資也較少，管理方便，適合實(shí)際開(kāi)采，但相對(duì)而言，這種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益不是很高。

4.2.3確定采出留寬的方法

首先必須確定采出的寬度，然后利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬對(duì)以往的采煤經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，一般情況下，采出寬度最好是煤層總寬度的18/到14/這個(gè)范圍之內(nèi)。確定好了采出寬度便必須對(duì)保留條帶進(jìn)行確定，盲目地選取數(shù)值是沒(méi)有實(shí)際意義的所以可以根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)對(duì)數(shù)值進(jìn)行一定的確定然后經(jīng)過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定數(shù)值的合理性，最后將其應(yīng)用到實(shí)際的煤礦開(kāi)采中去。

4.3長(zhǎng)壁采煤法

長(zhǎng)壁采煤法是由綜采、炮采、普采三部分組合而成，是一種綜合性的采煤技術(shù)。這種技術(shù)在實(shí)際作業(yè)中被廣泛使用。長(zhǎng)壁采煤法將機(jī)器作業(yè)與人工作業(yè)結(jié)合起來(lái)，開(kāi)采過(guò)程使用炮采技術(shù)，落煤以及裝煤工作則使用普采技術(shù)。

4.4放頂采煤法

這種技術(shù)一般在煤層較厚的部位使用，是指在煤層底部挖出一個(gè)工作面，使用常規(guī)方式來(lái)進(jìn)行煤礦開(kāi)采，與此同時(shí)，在開(kāi)采的整個(gè)過(guò)程中，還要使用人工松動(dòng)的方式和煤礦壓力的方式，另外，還需要利用支架來(lái)支撐煤層頂部的那些破碎部分。這種技術(shù)可以有效提高采礦的工作效率，這是其優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)則在于運(yùn)用這種技術(shù)會(huì)導(dǎo)致煤炭回收利用率的降低。

5.結(jié)束語(yǔ)

煤礦開(kāi)采的特殊性對(duì)采礦作業(yè)的技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求，經(jīng)濟(jì)性、安全性都是采煤技術(shù)所追求的目標(biāo)。采煤技術(shù)對(duì)煤礦開(kāi)采來(lái)說(shuō)，是非常重要的一環(huán)，是決定煤礦經(jīng)濟(jì)效益和安全性的重要因素，因此，在煤礦開(kāi)采的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，都應(yīng)當(dāng)對(duì)煤炭開(kāi)采技術(shù)的合理優(yōu)化重視起來(lái)，不斷地進(jìn)行研究和分析，在對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)現(xiàn)狀的考察基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，針對(duì)煤礦采煤技術(shù)中現(xiàn)存的問(wèn)題，積極的分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因、問(wèn)題的本質(zhì)并提出實(shí)際解決問(wèn)題的技術(shù)和方法。

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