煤矿开采技术及工艺发展探究

煤矿开采技术及工艺发展探究

邓跃峰

云南省地方煤矿设计研究院

摘要：在我国工业发展过程中，煤炭资源是一种不可或缺的重要资源。据有关资料显示，在我国一次能源消耗结构中，煤炭资源的比重几乎要达到三分之一，应该说，煤炭产业发展的质量好坏直接关系到工业是否能良性发展，关系到国家民生。在我国煤炭资源比较丰富的地区，煤炭资源的赋存条件都比较复杂、分布很不均匀、采煤技术越趋多样化，现如今，如何保证煤矿开采高效安全，促进煤矿产业向前发展已经成为了一个热点话题。很明显，煤矿开采技术的发展与国家经济发展是息息相关的，只有不断引进先进的科学技术和采煤技术，才能确保煤矿开采技术取得重大突破。近些年来，由于矿井开采深度不断增加，煤层倾向、倾角、走向以及厚度等变化，在开采上的影响各不相同，因此只有选择合适的煤层开采技术和开采工艺，才有可能确保煤矿安全生产，确保煤矿开采高产高效，确保人员、财产安全。

关键词：煤矿开采；技术与工艺；发展趋势

在当前国民经济发展的过程中，很多经济活动的顺利开展都需要煤炭资源的有力保障。我国虽然煤炭资源储量庞大，但是长期以来由于煤炭开采技术的限制，很多煤炭资源都被无法开采，能够开采的煤炭资源利用率也不尽人意。传统落后的煤炭开采技术已渐渐不能满足现代化煤矿开采要求，煤矿企业只有不断提高自身管理水平，及时引进新技术和新工艺，吸引高技术人才为企业服务，才能保证煤矿安全生产，达到高产高效的目的。基于此，本文将立足煤矿开采前沿，专门探讨煤矿开采技术及工艺发展，旨在能够给现阶段的煤矿开采提供一定的帮助。

一、煤矿开采技术发展现状

（一）煤矿开采技术富于层次化

目前，我国煤矿企业在大的类别上分为私营、集体和国有三种类型，他们在发展上有各自不同的发展侧重点，在技术投入上也存在较大差异，各地地质构造也有很大不同，经济发展差异也比较明显，有的已经实现机械化开采作业，生产效率高，而有的地方仍然采用的是传统落后的开采技术，这就出现了开采技术多样化的局面，从总体上来讲，我国煤矿开采技术水平，处于半自动化和半机械化水平，生产效率与发达国家比起来还存在很大差距。

（二）突破性进展较多

近些年，科学技术发展比较迅速，网络信息与计算机技术在煤矿开采技术中得到了广泛的应用，涌现出了很多高新煤矿开采技术，如坚硬顶板技术以及综合放顶煤技术等，使得煤炭开采的效率得到了很大提高，使我国突破了煤炭开采技术的发展瓶颈，迎来了新的发展机遇期。目前，已经有很多矿区都开始采用“三下”采煤技术，生产效率提高了很多。与此同时，煤炭开采设备也得到了很大的发展，如电牵引采煤机等，这些新型设备得到了广泛应用。因为技术和设备取得了诸多突破性进展，目前我国的煤炭产量已经赶超欧美等发达国家，位列全球首位，在放顶煤等开采技术方面已经达到了世界领先水平。

（三）更加注重环保

煤矿的开采都在矿井中进行，因此在这个特殊地理位置上进行开采，地下水资源很容易因此受到污染，煤矿上面的地表资源也将遭到破坏，当煤炭资源开采出来以后，还要经过运输，这样势必会产生大量粉尘，对空气造成污染，所以说，煤矿开采对环境威胁很大，加上开采技术还比较落后，地质生态问题和环境污染问题日趋严重。基于此，我国正不断加大环保开采技术的投入，积极研发新型环保开采技术，只有这样才有可能在满足人们能源需求的前提之下不破坏生态环境，促进煤矿产业持续稳定发展。

二、煤矿开采主要技术

（一）崩落采矿技术

这种技术实际上是事先通过崩落围岩，进而进行地压管理的一种采矿技术，通俗的说来就是，通过相应的技术，让矿石强制崩落或自然崩落，利用围岩对采空场进行填充，从而达到对地压进行管理和控制的目的。目前，该技术具有多种类型，如分层崩落法以及分段崩落法等，在煤矿采矿作业得到了非常广泛的应用，采矿产量已经超过了地下采矿总量的30%，仍在不断增长，但是，我们不得不承认，该技术仍然存在很大的落后性。

（二）机械化放顶采煤法

实际上，所谓的放顶煤采煤法指的是在厚煤层底部，设置一个长壁工作面，采高约2-3m，设置完毕后，仍采用常规方法进行回采，通过利用矿山压力或者通过恰当的人工松动方法，对支架上方顶煤进行破碎，形成散体，再在支架后方放出，然后通过刮板输送机将这些破碎的散体运出工作面。由于煤层赋存条件存在比较大的差异，因此这种方法在实际使用时又存在多种类型，如倾斜分段放顶煤开采。

应该说，放顶煤开采技术的发展还是相当迅速的，目前我国已经出现了多个以这种开采方式为主的矿区，这些矿区几乎都高产高效，不少重要指标在全世界都处于领先水平。相较于其他厚煤层采煤方法，放顶煤开采技术具有很多明显特点，不仅产量高、开采效率高，而且还能降低成本、减小巷道掘进量，搬家倒面次数也进一步减少，最为关键的是，这种开采技术对煤层厚度和地质构造具有很强的适应性，但是在使用这种方法时，煤的损耗量比较多、煤尘也很大、矿内瓦斯也容易发生积聚，对施工作业人员的安全有一定影响，因此必须在实践中采取有关措施予以解决。

（三）倾斜分层及倾斜分层下行垮落采煤法

应该说，倾斜分层采煤法在我国已经得到了非常广泛的应用，对于倾斜分层来说，可以采用与开采缓斜薄和中厚煤层类似的开采技术进行回采，当对第一分层完成回采后，在垮落的岩石下对下分层进行开采，通常出于下分层采煤工作面安全性的考虑，必须在上分层铺设人工假顶，也可以形成再生顶板。

通常，在对缓斜及倾斜厚煤层进行开采时，经常存在顶板支护问题和采空区的处理问题，严重影响煤矿开采的进度，在采用倾斜分层下行垮落采煤法后，这些问题就得到了很好的解决，该方法不仅能够确保在这种煤层条件下生产开采足够安全，而且还能提高资源采出率。就目前来说，该方法主要应用于缓斜及倾斜厚煤层的开采中，尤其适用于那些煤层顶板不易垮落、具有一定厚度直接顶的缓斜及倾斜厚煤层的开采。

（四）一次采全厚大采高长壁综采

实际上这里所指的采高与普通采高存在一定差异，但对于采高而言，目前尚没有一个明确的定义。通常情况下，对于大采高割煤的高度，普遍认为大于3.5米为宜。

相较于分层综采而言，大采高综采主要优点如下：单位产能高、生产能力强、巷道布置简单，掘进量和维护量都比较小、采掘成本较低等。相较于综放开采，这种开采技术采出率比较高、开采时产生的煤尘也比较小，含矸率也比较低。与此同时，我们不容否认，这种技术也存在一定缺陷，比如说工作面的煤壁片帮严重、支架缺乏稳定性、冒顶联动性较大。对于这个问题，煤矿开采企业应在支架结构和强度上下功夫，确保支架能够防滑、在使用过程中不会倒塌，顶梁焊缝不会发生开裂等等，总之，煤矿开采企业应致力于提高支架稳定，尽可能的像中厚煤层的开采一样，实现高产高效的目标。

三、煤矿开采工艺发展趋势

（一）开采技术与工艺有机融合

随着煤矿开采行业的进一步发展，传统的以开采数量为衡量标准已经很难满足煤矿开企业的实际发展需要了，转而更加关注煤炭开采的质量以及开采时的安全性，并将其作为煤矿开采企业是否成功的标准。所以说，探索将开采技术与工艺有机结合是适应新时期煤矿开采企业更好发展的必由之路，只有实现了开采技术与工艺有机结合，才有可能确保煤炭开采质量得到提高，安全性能得到明显增强。应该说在今后，随着科学技术以及采矿技术的进一步发展，机械化和智能化的设备必将广泛应用于煤矿开采中，这是一种必然趋势。

（二）开采技术高效与集约并存

应该说，高产高效以及集约型生产是煤矿开采企业在今后主要发展方向。要朝着这样一个方向努力，既要才有相关措施努力提高设备性能，提高开采效率，又要进行开采技术优化升级，只有这样，实际进行开采时才能更加高效。与此同时，为了确保能够实现集约型生产，煤矿开采企业就要在机电一体化上下功夫，善于将最新科技成果与煤矿机电设备融为一体，并投入正常生产运营，确保高效安全应用。所以说，实现高产高效集约型生产不仅是今后煤矿开采技术的重要发展方向，更是整个行业今后积极追求的重要目标。

（三）开采设备更加先进

在进行煤矿开采工作时，开采设备的作用是至关重要的，煤矿开采企业要提高开采效率，就必须致力于提高开采设备的现代化水平，从某种程度上来讲，煤矿开采设备的发展直接关系到煤矿开采技术的整体发展。当前，国内众多的煤矿开采企业发展越趋高能效，他们纷纷致力于提高开采技术的耐久性和自动化程度，而这些都是与开采设备是紧密联系的。基于此，煤矿开采技术要实现不断发展和进步，提高设备的先进程度是大势所趋。

（四）开采技术越趋环保

近些年，国家大力推行可持续发展战略，提倡经济发展与自然协调，要求做好环境保护工作。正因为这样，煤矿开采技术也必须紧跟时代潮流，深入贯彻绿色与环保的理念，实现绿色发展。我们知道，采用传统的煤矿开采技术进行开采时，不仅污染严重，而且废物排放量比较大，更重要的是，开采过程中所产生的能耗也是很高的。不难看出，这种开采技术与当今社会发展不相适应，必将遭到淘汰，绿色环保是煤矿开采技术今后的重要的发展方向。

四、结束语

综上所述，在煤矿开采行业的发展过程中，煤矿开采技术是重中之重，它能够决定整个煤矿开采行业的发展趋势，是促进未来行业发展的重要动力。因此，只有不断提高开采技术水平，才能促进煤矿开采更加安全高效，才能促进煤矿开采行业良性发展。

参考文献：

[1]邱东初.浅析煤矿开采技术工艺及发展[J].商品与质量，2015（32）.

[2]张渊远.浅析煤矿开采技术及工艺发展[J].内蒙古煤炭经济，2014（8）：9-10.

[3]魏建坤.煤矿开采技术发展方向探究[J].产业与科技论坛，2014（21）.

[4]段双成.煤矿开采技术与发展趋势研究[J].科学导报，2015（21）.

[5]赵志兵.探究煤矿开采技术的发展趋势[J].地球，2014（4）.

[6]李洋，李锋，赵阳.探究我国煤矿开采技术的现状与发展趋势[J].工业，2015（6）：127-127.