煤矿开采技术条件与采掘工艺

煤矿开采技术条件与采掘工艺

作者姓名：钱叶胜

单位名称：安徽省皖北煤电集团朱集西煤矿

         单位省市：安徽省淮南市潘集区贺疃镇

单位邮编：232160

摘要：提升煤矿开采技术条件，优化相关采掘工艺，才能从根本上提高煤矿开采效率和开采安全性，从而推动采煤工程的顺利进行。在煤炭开采工作中，开采掘进以及支护工作是其重点内容，想要有效改善煤矿采煤工程的整体发展态势，必须针对采煤工作面中存在的多种问题所采取的相应技术工艺进行详细研究。

关键词：煤矿开采；技术条件；采掘工艺；技术研究

1煤矿开采技术条件

1.1水文地质特征

河流从煤矿井田南侧从西向北东流过，河床标高1093m，也是侵蚀基准面标高。矿区地势东南部高，北部低，呈反向坡，利于排水。地层富水性受气候、地貌等因素影响，岩性与富水性两者之间有着密切的联系。比如钻孔在钻进时，漏水等情况经常发生在灰岩、碎屑岩中，但在软弱的岩石中通常不会发生漏水等情况。

1.2做好瓦斯预防控制工作

煤巷掘进过程中需要对两项防控工作加以重视，第一项是强化巷道整体应力、承载力和结构稳定性的支护工作，第二项就是瓦斯防控工作。煤巷掘进过程中，由于岩层环境存在较大变化，导致矿层中的瓦斯持续不断往外排放，如果缺乏针对性的稀释排放处理，浓度一旦过限，极易发生瓦斯爆炸并导致严重的安全事故。

瓦斯防控工作涵盖两个部分，即瓦斯浓度检测和瓦斯采集排放。瓦斯浓度检测依赖于开采过程中相关传感器对巷道不同位置的感知，一旦有某处瓦斯浓度超限或者浓度上升速率异常，系统应自动报警并明确异常位置。而瓦斯采集排放则有赖于煤矿巷道通风系统，注意根据巷道开采情况决定通风口数量以及风扇功率。

2工程具体的开采技术

①对于煤矿开采方法的选用，首先就要选用分层开采。如果开采工程所处的地理环境无法满足分层开采方法使用条件时，可以采用台阶式开采或凹陷式开采进行替代。需要注意的是，硐采方法需要谨慎使用。②煤质类型主要为亮煤和半亮煤，底板为层状砂岩的厚度大约在1．5m的中厚煤层，结构较为复杂，作业难度较大。推荐使用综合设计采掘工艺，煤层回采支护选用走向长壁式，设置大致110m，倾斜长度保持在50～70m。在落煤工艺选择上，可以使用放炮落煤法，并选用单排炮眼以及三花炮眼，正向爆破的方式。运输设备应该使用刮板运输机。采空区处理技术使用单体液压支护，这样一来可以使得煤矿开采工作获得良好的效果。③使用爆破振动较小的开采设备，或者使用一些智能化的自动开采设备。并且还需要全方位的分析所用工艺的安全性、经济性以及对周围环境与居民生产生活所带来的影响，加工时所用的设备也最好使用自动化、智能化的设备，在一定程度上减少人工环节。相关的工作人员需要采取一些合理的、完善的改进措施，挑选适合的开采方式与工艺，最大程度地保护周围的环境，在一定程度上推动我国煤矿行业的发展壮大。

3采掘工艺单项研究分析

3.1露天开采

露天开采一般指采矿人员把井田分为很多个层面，然后按从上到下的顺序慢慢进行开采的操作方法。在露天开采的过程中，施工人员会对各个岩层进行慢慢松动，且使它破碎，再用机械对岩层进行整体开采，然后用专门运输的设备将煤运送到指定地方。露天开采在生产空间范围上不受限制，这便有着可以使用大型机械设备的好处，并且达到了节省开采成本、提高煤矿开采效率的目的。但是露天开采有着一个致命的缺点，它的施工单位会使用大量的土地资源，并且还会造成一定程度的环境污染。

3.2深井开采技术

气体和热损害的控制，深井的通风，竖井和隧道的设计，煤层压力的控制以及岩石破裂压力的预防是深度采矿的关键技术。面临的问题包括：了解周围土壤和岩石层的压力；在气体处理和通风方法上表现良好；改变深井作业的工作环境和周围环境；完善用于深井作业的快速挖掘系统和支持系统；深井改善岩爆防治技术和监测控制技术；优化矿山村，无垦矿山和有水煤矿的开采技术。

3.3条带法采掘技术

由于煤矿存在覆岩危害，可以使用条带法采掘技术。在使用条带法进行工作的阶段，可以回收矿区周围的压煤。如果遇到地表沉降的状况时，也可以使用此方式进行充分的控制。使用条带法时，需要将部分条带煤柱区域预留在矿区，回收矿区覆岩层，推动采掘工作精简化。

3.4“三低”煤压实技术

在一些煤矿工业发展较好，有优越的开采条件，需要利用很多煤矿资源且完全依靠煤矿资源开发的经济较好地区，通常会发现密集的“三低”煤压实设计，液体填充法（液压填充），固井填充法和干式填充法，这都是经常用到的方法。利用深井填充技术进行煤矿开采会严重破坏煤矿开采区域并在矿井中产生瓦斯，导致超过了标准的危险情况，大量城市垃圾和煤石被倾倒入坑中。利用“三低”煤压实技术就可以很好地改变这个情况，不仅优化了城市的环境，而且降低了煤矿的压力。使煤矿资源应用的比较合理，在环境保护方面也发挥了重要的作用。

3.5填充法

在进行井下煤层采掘工作的过程中，如果遇到地表沉降的状况时，可以使用填充法。在开展工作时，常会遇到材料设备缺乏的情况，使用填充法可以进行就地取材，有效节约材料成本，并且可以提升采掘回收率。在使用填充法时，必须要充分掌握周围的具体情况，检测所需要的参数。在采空区域极为容易出现一些错误操作以及安全事故，所以相关工作人员应该将采掘出的砂石回填到采空区，保障采掘工作的安全性。

3.6煤炭气化技术

煤气化本质上是煤燃烧和热处理的化学反应。这是一个化学过程，其中以煤炭或煤等煤炭资源为原料，氧气和水蒸气为气化剂。煤或煤的可以燃烧的部分经过高温高压等一系列的化学反应成为可燃烧的气体。煤矿资源利用高温汽化可以得到一种新型的燃料气体，是具有实用价值的煤气资源，可以很好地应用在化工厂中，对一些原材料进行加工，就是通常情况下说的合成气。汽化炉可以使煤发生汽化，合理地使用汽化设备，可以把煤炭资源转化成为气体，在很大程度上完善了煤矿的开采方式和采煤技术，并且还充分利用了地下矿井的废气，污水和其他废物。它不仅可以优化能源，还可以清除地下垃圾，从而防止损坏。褐煤在高温条件下的物理性能提高，促进了煤层气的分解，生产方便，也可以增加煤层气的利用空间。煤炭是通过地下气化开采的，可燃物可以存储在矿井下，这样可以有效减少开采煤矿之后地表出现塌陷的情况。地下汽化开采法有很多明显的优点，可以快速看到开采效果：只要点燃地下，就只能通过注入气化剂来实现连续生产。放气剂非常容易获得，并且容易提供空气，蒸汽，氧气和氢气。氧气和氢气是在原料气发生化学反应后获得的。蒸汽也很方便。它可以由高温原料气生产。在冷却过程中获得，合理使用循环经济生产技术。

结语：

开采煤矿过程中，完善煤矿开采技术条件，应用针对性地采掘工艺对整个煤矿采掘工程具有决定性的作用。其中掘进工作面施工主要与掘进工艺技术、支护成效、相关机械配套设备等因素相关。煤矿所在区域不同，其地质、水文、岩层等条件也具有差异性。因此想要顺利推进工程整体开展，所选取的技术工艺、支护手段以及相关配套机械设备也有所不同。需要依据实际工程中问题提出针对性的优化和改进措施，从而实现整体工程建设效率提升的目标。

参考文献：

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[3]彭齐中.浅析煤矿开采技术条件与采掘工艺[J].技术与市场,2020,27(9):131+133.