煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

刘希

淮河能源集团顾桥矿掘进二区 安徽省淮南市 232000

摘要：随着社会对于矿产资源的需求持续增长，带动了采矿行业和采矿技术的发展。同时企业和国家出于对生产工作安全性、经济性、高开采率的考虑也开始进行工艺技术方面的研究。合适的采煤技术和采煤工艺提高了煤矿的开采率和工作安全，对于煤炭的开采和使用都有着巨大的推动作用。基于此，文章对矿产开采作业中常用的技术措施进行了研究，以供参考。

关键词：矿产开采；技术措施；安全管理

1现代采煤技术的发展分析

现代采煤技术的发展在很大程度上带动了煤炭开采各环节的变革，如何改进和改善采煤工艺值得我国探索。客观来讲，我国采煤工艺面临着技术含量低、资源利用率低、产品质量低等尴尬问题，影响着产品在国际市场上的份额。笔者认为，为了使现代煤炭技术实现高产高效和安全，必须将现代高科技融入到采煤技术中，研发信息化、智能化、机械化、自动化的采煤设备和生产监控设备，促使生产力的有效转化，这是提高现代采煤技术现代化水平的基本途径。与此同时，煤矿大规模开采造成的环境污染与破坏已经成为每个国家甚至国际关注的焦点。粗犷式的开采方式是造成矿区环境生态破坏和污染的因素之一，严重影响了当地居民的生活，其对煤炭资源的低效利用也造成了极大的经济浪费。因此，现代采煤技术的发展必须把经济效益与环境发展纳入重要的发展政策中，严格遵循社会与自然和谐发展的原则，同时在科技研发应用中，重视对自然环境的有效保护，贯彻实施科学发展观。

2煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术措施研究

2.1煤矿钻井工艺

煤矿的钻井工艺主要包括四个方面：井洞钻成是完成钻井的根本；对井壁进行加工，进行井壁预制；进行下沉井壁；进行壁后充填。笔者结合自身多年实践经验认为，煤矿钻井工艺的选用与实施应当遵循科学合理、因地制宜的原则。如要采用粗钻井，则先要选择井筒的钻进方式，根据井筒直径的大小不同可以划分为两种方式，一种是全断面一次性钻进，适用于井筒直径较小的情况；另一种方式则是一级超前多级扩孔，适用于直径大的井筒。选择了适合的钻进方式后，就要开始正式钻井，一般使用楔齿滚刀钻进，由钻头自重提供的钻压使得楔齿破坏岩体完整性，进行岩体切入，岩面上的滚刀在钻头旋转的带动下滚动，滚刀的冲剪作用最终使岩石破碎。在钻进过程中需要保持钻孔垂直，接下来洗井，需要将钻进过程中形成的岩石碎渣清理出来，清理的方法为先向井中沿井壁倒入泥浆，将工作面的碎渣冲下，通过压气反循环把泥浆以及碎渣一同吸收到地面，泥浆使用之前需要在沉淀池净化。在钻井达到一定深度后，要进行对钻孔的垂直度检测，如果使用超声波测井仪所测得的数据不符合标准，那就要进行纠偏处理，合格则继续施工。通常情况下，钻进的同时要进行井壁预制，常用的井壁为钢板复合井壁和钢筋混凝土井壁，这两种井壁都有较高的强度，井壁的预制要在确保垂直度的条件下进行。

2.2长壁采煤新工艺

目前，我国的长壁采煤方法不仅得到了巩固，而且处在不断发展之中。旧式采煤方法的顶板没有支护，而改善之后不仅在采煤工作面增加了支架，而且支架的材质由木块发展为金属，简单的木架结构也变成了金属铰接和摩擦支护。因为采用长壁采煤方法时，井壁经过的煤层多，鉴于每个煤层的不同特性，相应地采取了不同地采煤方法。“倾斜分层下行垮落采煤法”适用的煤层倾斜小，适用于倾斜小煤层的方法还有“分层上行水砂充填采煤方法”；对于倾斜大的煤层，则有不同的采煤方法，再根据煤层的厚度划分方法的使用，“水平分层和倾斜分层采煤法”被应用于厚的煤层，其余煤层则使用“风镐落煤倒台阶采煤法”及“爆破落煤单一长壁采煤法”。因为许多的倾斜大的煤层工作面中没有支护，为了安全采煤，经过不断的试验与改正，我国开发出了小阶段爆破采煤方法、仓储式采煤方法等新式采煤方法。我国从在借鉴国外煤矿技术的条件下，从上世纪70年代就开始着力研究综合化机械采煤设备，并在后期确定了相关政策，明确了我国的煤炭工业发展方向：综合机械化采煤。在长期的试验与应用过程中，科研人员不断总结问题进行修正创新，使得我国的长壁采煤技术在不断地提高。成功解决了回采工作面上的问题，增加了矿井工作面的推进长度后，使巷道的维护条件提高，煤炭的损失减少，这些都使得长壁采煤方法得到了完善。由于普通、综合机械化采煤以及炮采在长期实践中的不断发展，使得传统的长壁采煤方法越来越完善。同时，水力采煤等多种新式采煤方法的提高与利用，将我国的采煤方法呈现出了以多种采煤方法同时存在的局面，主要应用技术为长壁式采煤方法。

2.3放顶煤开采技术

就操作方式而言，放顶煤开采技术优势巨大，在大厚度煤层中适用度高。需要先在厚煤层某一段底部布置一个2-3m高的工作面，通过采煤人员一系列操作后，上部煤体会在自身重力、矿山压力的影响下，冒落在支架尾部顶切线附近，之后途径放煤口运输至刮板输送机上。工作逐步推进后，前方支撑压力会令工作面上部煤体重复破碎—装车这一循环。运用这一方法时，需要注意对顶煤的破坏过程予以控制，大多需要经过以下几个流程：第一，强化阶段。即对支撑力进行增加，使其逐步升至最高；第二，裂隙扩展阶段。在支撑力最高时，工作面煤壁就会受到较大影响，从而导致应力越来越低，并逐步生出裂缝；第三，破碎松动阶段。随着裂隙越来越大，顶煤逐渐破碎；第四，冒放阶段。破碎的煤开始逐步冒落。运用放顶煤开采技术，煤矿企业无需投入过高的人力与资金等资源，有助于降低采煤成本，提高煤矿企业经济效益。使用这一技术时，为了尽可能提高采煤效率，需要在正式开采之前，先派遣专业人员对矿区地理、地质等条件进行勘察，得到精准的数据之后，再以此为基础，对是否应用放顶煤开采技术进行决策。从目前来看，放顶煤开采技术优势较大，不仅能够减少能耗，避免出现过多的资源浪费，还能够防止机械设备被过度磨损，并显著增加煤矿企业经济效益。且由于放顶煤开采技术具有较高的稳定性，遇到复杂地质条件时也可正常发挥，可使矿区开采效率得到稳步提升。除此之外，该技术操作较为便捷，能够极大地降低作业人员工作负担，然而该技术也有一些不足之处吗，容易在工作面附近产生大量粉尘，威胁工作人员身体健康，需要针对性进行技术优化。

2.4溶浸采矿技术

在矿石开采工艺中，除去自然物理开发外，还保留着另一开发方法，即化工开发。溶浸采矿法便是这么一个开采方式，其通过运用岩矿资源管理的特点，将适当的浸溶剂灌注于矿石层中，当矿石层中的目标物与溶剂之间产生一连串的化学反应时，可以把目标矿石的状态由固定向液态转变，继而实现开发目的。该种开采方式，不但可以提高矿山作业时的安全性指标，而且还能提高对闲散矿产品的合理利用性，合乎当时国家所倡导的环保理念，并具有着更为广阔的经济发展前景。

结语

综上所述，煤炭资源对于我国经济发展的贡献毋庸赘述，但煤矿开采却是一个高危行业，采矿工程中应用现代化采矿工艺技术，能够使作业人员人身安全得到切实保障，并显著提升开采效率与质量。新型采矿工艺与技术的应用也有助于降低能耗，这与我国现阶段实现绿色、可持续发展的战略也是相吻合的，即在新时代，进行煤矿采矿工程时需要贯彻安全与环保理念，在提高煤矿开采经济效益的基础上，注重环境与社会效益的实现。

参考文献

[1]张晓勇.煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术质量分析[J].矿业装备，2022(6)：70-72.

[2]吴志涛.煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术分析[J].当代化工研究，2022(20)：141-143.

[3]东小军.煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术分析[J].大众标准化，2021(12)：154-156.