煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术初探

煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术初探

李忠  ,王萌

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摘要：随着我国碳能源需求的不断增加，煤矿开采项目逐渐扩大规模。生产技术、采矿方法关系着煤矿的开采效率和质量，采用科学的井下生产技术以及采矿方法，可以推动煤矿企业的稳定发展。基于此，阐述了煤矿井下采矿的特点，并对煤矿井下生产技术及采矿方法展开探究。

关键词：煤矿；采矿工程；采矿工艺；技术

引言

目前，矿井开采难度越来越大，进一步改进与提高煤矿行业的管理技术和开采技术，有助于煤矿工业更好地发展。煤矿技术管理最重要的是要制定有效、合理和可靠的煤矿开采方案，通过加大经济预算实施开采方案。要进一步提升管理团队的综合能力，创立实时反馈通道，加强煤矿技术的管理，确保各部门统筹协调，形成合力。与此同时，可以选择一些较为安全可靠的采煤技术，如充填法、保水法等煤矿开采方法以及煤与瓦斯共采技术等高效安全的开采手段。

1煤矿井下采矿的特点

井下开采是与煤矿露天开采相对的一种方式，由于大多数煤炭资源埋藏在地下，必须要采取井下开采的方式。在煤矿井下开采中，主要是从地面朝向地下，挖掘井巷，整个生产过程全部是在地下作业。由于地下自然条件十分特殊和复杂，在采矿期间需要矿井通风，并且还会存在各种灾害，如煤尘、火灾、瓦斯爆炸、水灾等。

在地下作业过程中，地上空气会进入井下，并流至各处工作场所，可能掺进一些有害的气体。在地热作用下，人体散热，井下的温湿度会慢慢升高，导致井下气候不良，必须要进行矿井通风。

此外，在煤炭开采过程中，会产生矿尘、瓦斯。瓦斯在特定条件下会爆炸，而矿尘可能引发人员患上矽肺病等，严重威胁人员健康。矿井水灾、火灾是煤矿井下开采中可能发生的灾害，一旦出现，不仅阻碍开采进度，还会造成严重损失。

2煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

2.1使用充填法进行采矿

充填法是一种应用广泛且成本低的采矿技术，采用充填法进行煤矿的采集工作，具有矿石回收率特别高，成本低等显著优势，如图1所示。采矿的形式主要是矿石和胶体的混合充填，传统充填法采矿中有特别多的废矿石，而且需要对这些废弃的矿石进行集中处理。由于处理过程非常复杂，需要专业技术人员进行解决处理。脉内采准无间柱连续分段充填采矿法综合技术主要是通过使用填充巷道，使采矿工作变得更加精简，从而达到快速采矿的目的。既解决了传统采矿技术效率不够高的问题，又充分利用废弃的矿石填充到巷道里面，实现了快速、高效地开采。

2.2地下采矿技术与硬顶板采矿技术

该技术内容主要涉及两个方面：一是布置开采矿山巷道，二是对巷道进行掘进和回采。地下采矿技术与露天开采技术相比危险性要高很多，尤其是在深度较大的矿井中，一旦开采不当，极易造成塌方和掩埋，因此要求矿企结合井下作业的实际环境，做好不同开采工艺的选择和支护工作，提高地下作业的质量。

硬顶板煤矿开采技术在所有的开采技术中较为特殊，在实际开采中有着一定的复杂性。具体而言：该技术的适用方向与常规的开采工艺有所差异，主要应用于顶板坚硬难冒、顶煤坚硬完整难以破碎、矿山压力显现强烈和不能自行有效垮落的厚煤层中，因此开采技术有着特殊性。随着科学技术的发展，目前在两硬（硬顶板、硬煤层）煤层的开采中，通过对综放开采工艺的优化，能有效适用于两硬条件的煤炭资源开发中，且具有安全性高和煤炭产量大的优点。不过在实际的技术应用中也有着一定的工艺复杂性，一方面需要借助超前预爆破控制技术弱化顶煤，另一方面需要借助对现场煤体性质、裂隙空间分布、顶煤预爆破破碎规律、三维FLAC数值模拟等方面数据的分析，完成实施方案的设计和工艺参数的优化，确保能提高工作面的回收率。

2.3崩落采矿法

崩落采矿法是在回采期间，跟随着工作面推进，使用自然崩落或者强制崩落的围岩，用来充填采空区。该方法在具体使用过程中不仅有效减少了采矿的成本，还减少了开采工作量，提升开采的效率。崩落采矿法具有较广的适用范围，在回采期间，不再划分矿房矿柱，而是持续单步骤进行回采，不仅作业十分安全，使用灵活性较强，还能够提升生产效率，在煤矿开采中的应用十分广泛。在采矿中，崩落采矿法又分为多种类型，主要有无底柱崩落法、有底柱崩落法、壁式崩落法以及其他崩落法。在有底崩落法中，又划分为分段以及阶段崩落法两种。为分层崩落采矿法的流程，先掘采矿准沿脉运输巷道，然后凿岩、爆破、通风、支护、出矿，掘采准天井之后重复以上流程，再拉天井联道重复以上流程，最后掘支进路、铺底、落顶。

3新形势下的煤矿采矿安全管理工作措施

3.1加强安全监管力度

现阶段，煤矿企业采矿过程中存在诸多安全管理问题，一定程度上限制了煤矿企业的长效发展。基于此，我国政府应做好引导工作，不仅要制定安全管理机制，还应提高安全监管力度，最终促进煤矿企业的良性发展。基于新形势下，相关部门应提高对煤矿采矿安全管理工作的关注和重视，在把握市场发展特点和发展趋势的基础上制定切实可行的法律规定，构建相对完善的监管制度。与此同时，煤矿企业还应根据结合发展战略和现实情况来建立科学的安全管理工作制度，从而能够提高安全管理效率和质量，并减少安全风险事故发生频率。比如，煤矿企业应在运行过程中构建完善的安全预警机制，并根据实际工作中出现的问题提出有效处理方案，从而能够及时解决发展中存在的风险问题，并保障采矿作业正常运行，完成既定的发展目标。

3.2关注巷道掘进施工

工作人员需要从工程的实际情况出发，做好锚杆支护体系的设计，利用精密仪器设备对施工现场的数据进行测量，确定好相应的支护技术和支护体系；在施工中严格依照设计方案进行操作，保证支护系统的稳定性，规避巷道掘进过程中的不安全技术因素。

例如，在选择支护技术时，工作人员需要将采矿区域顶板的环境参数以及锚杆间距等考虑在内，加强顶板状态监测控制，将锚杆间距控制在0.8m左右。之后需要结合区域地质条件，做好勘查工作，如果发现有复杂的地质构造问题，需要对施工方案和应对方案进行拟定，严格依照拟定好的方案开展施工管理。

3.3机械安全管理工作

在井下严禁带电检查、活动机械设备、光缆和导线。大修或转移设备前，应当断开电源，经检验无电后，方可进行导线对地放电任务。由于采矿工程面对复杂多变的施工环境，风险因素多样化特征明显，给施工中安全风险管理带来了较高的难度。因此，构建起科学的安全风险管理机制，对采矿工程实行系统管理，才能将安全风险治于未时。

结语

由于煤炭开采环境较为复杂，对于开采技术有着极高的要求，想要保证开采质量，就需要确保开采的安全。采煤的技术对煤炭开采安全、质量有着密切关联。在具体的煤炭开采中，一旦采矿生产技术、采矿方法使用不当，便会严重影响煤炭开采的顺利进行，甚至威胁人员安全。常用的煤矿开采方法有充填采矿法、崩落采矿法等。结合煤矿实际情况，选择合适的煤炭开采技术和方法，才能保证采矿作业的顺利进行。

参考文献

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［2］李伟.谈煤炭开采技术及绿色开采技术［J］.当代化工研究，2021(9)：96-97.

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