煤矿井下生产技术及采矿方法

煤矿井下生产技术及采矿方法

黄晓辉 张朝印 张占荣

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摘要：随着煤矿产业的不断发展，矿产资源作为社会发展的重要物质，关系到各行各业的发展，在城市化进程不断加快的背景下，社会对于矿产资源的需求也就不断提升，就对现有的矿产企业带来了很大的压力。而在实际的矿产资源开采过程中，由于大部分的矿产资源都深埋在地下，因此开采一般是通过井下开采的方式进行作业，技术性较强。在需求不断提升的背景下，井下开采就需要提升开采效率才能够满足需要，传统的开采方式就需要进行调整。发展过程中，井下开采状况较为复杂，针对其的开采技术也就较多，不同的技术适应不同的开采需要，相关人员就需要深入了解井下采矿的各项技术，然后针对矿产资源进行调查，科学合理地选择合适的技术，这样才能够保证开采作业的顺利进行。

关键词：煤矿；井下生产技术；采矿方法

引言

现阶段，提升煤矿井下巷道掘进速度成为了煤炭行业发展的关键。传统掘进作业模式无法实现掘进、支护、运输的平行作业，同时还会产生大量粉尘，井下巷道掘进速度很难提升，再加上复杂的地质条件加大了开采难度，需要采取更加牢固的支护方式和平稳的掘进方案才能完成开采计划。对煤矿井下巷道快速掘进工艺进行研究，进一步确定影响巷道掘进效率的主要因素，包括掘进方式的选择、支护形式等，从而提出优化方案。实践数据表明，巷道掘进效率提升显著，同时巷道掘进的安全性也有所提高，煤矿井下巷道快速掘进优化工艺具有极高的推广与应用价值。

1井下采矿技术特点

1.1复杂性的特点

相较于露天的采矿技术来说，井下作业需要相关人员深入地下进行采矿，过程十分复杂，具有很强的技术性。一方面，相较于地表来说地下空间具有很强的不确定性，相关人员在进行采矿的过程中就需要针对当地的地下空间状况、地理特点、岩土性质以及地下水系等状况进行具体的分析，结合调查结果制定出切实可行的井下作业情况，这样才能够在和实际的发展过程中保障矿产开采作业的顺利进行。

1.2技术类型多的特点

由于井下采矿的状况比较复杂，在开采的过程中，技术必须与当前环境和技术应用领域相结合，所以为了适应不同环境下的采矿需要，矿产资源开采企业就针对井下采矿进行了多样化的研究，并且针对不同的地质状况制定了多样化的采矿技术，所以现阶段的井下采矿技术较多。而且现阶段社会的发展过程中，随着社会经济的不断更新进展，采矿企业也要在当下激烈的市场中站稳脚跟，所以管理人员就会严格要求对人才技术能力，设备创新，资金的投入，并且积极地引进超前技术与技能然后将其融入到井下采矿中，以实现采矿企业的发展进步。

2掘进安全要求

2.1平巷掘进

1）在平巷掘进过程中要按照现有的地质资料进行施工设计，在设计开始前还应向全体施工人员开展宣传教育。2）掘进施工人员应熟悉巷道中的安全通道与作业场所具体位置，并对各项安全规程做到心中有数。3）作业开始前应先做好照明准备，并备足长度不同的撬棍和打孔器材。4）在进入作业面之前要对炮烟进行检查，并做好敲帮问顶，及时处理危石与浮石。在撬渣过程中应从安全地点开始不断向前推进。5）施工时不可打干孔，在开钻后应先开水再开风，而在停钻时应先停风再停水，在倒渣开始前需在渣堆上洒足够的水，并对掌子面与绑顶进行全面清洗。

2.2竖井掘进

1）对表土进行掘进时，要严格遵守以下各项规定：在竖井中安装梯子，所有人员的通行都需要借助可靠的梯子完成；当表土层中含水时，应尽快架设井圈，并进行加固，同时采取有效措施降低水位，避免井壁沙土危失造成空帮；在稳定性较差的含水层中进行施工时，应制定专门的技术措施保证施工安全。2）竖井施工过程中，应采取有效措施避免物体下坠，在井口安装井口盖与井盖门。所有卸渣设施都应保持严密，避免向井下漏水。井下使用需要用到的工具和材料都应拴牢，或集中放到工具袋中，作业时不可随意抛掷。3）竖井施工需借助双层吊盘进行，在升降吊盘之前，应对绞车与悬吊装置进行全面检查，并组织吊盘下方人员及时撤离。吊盘的移动应安排专人进行，将吊盘移动到位后，及时加固，并将吊盘和井帮之间的部分覆盖严密，经检查确认达到牢固后，即可开始作业。

3现阶段常见的井下矿产资源开采技术

3.1传统开采技术

传统的开采技术就是指传统的以人力为主的开采技术，作业过程中，相关单位先通过信息收集确定矿产资源的分布位置，借助专业的设备进行矿洞的挖掘，之后就派遣采矿人员深入地下进行采矿作业。这种简单的机械运输配合大量的人力的采矿方式十分陈旧，不仅增加了作业成本，还存在很大的安全隐患，一定程度上制约了采矿技术的发展。

3.2井下充填技术

井下填充技术是指针对采空区进行填充然后再进行采矿的技术。在矿产资源的开采过程中，随着矿产资源的逐渐采集，就会在地下形成一个个孔洞，这种孔洞就被称之为采空区。由于采空区面积较大而且分布较为紧密，就会导致矿区地下空间的大量空虚，一旦地面不足以支撑向下的压力，就会导致坍塌以及地陷等灾害，影响作业的同时还会威胁工作人员的生命安全。

4井下采矿工艺优化方案

4.1锚杆钻车结构和布局的优化

传统煤矿掘进作业使用的是传统的跨骑式八臂锚杆钻车，需要由作业人员进行后排锚杆支护工作，作业空间狭窄，支护效率不高。而快速掘进工艺中采取了新型跨骑式十臂锚杆钻车，该新型钻车实现了车身结构的优化，将除尘风道合理安设在了车身中部位置，减小了原车身宽度，提高了锚杆钻车在井下巷道内作业的灵活性。重新设计了锚钻架的结构与布置，在钻机前侧设置了6组锚钻架，在钻机后侧设置了4组锚钻架，实现了10组锚钻架的同时支护作业，并且能做到一次支护成型。在钻机尾端新增设了爬行梯架，为作业人员通过提供方便通道。

4.2井下智能支护

井下巷道掘进过程中的巷道支护作业是影响井下掘进效率和安全性的一个核心工序，而提升井下支护效率的关键在于实现支护作业的标准化和智能化。其主要技术难点在于如何实现锚杆的钻孔、定位、填装树脂锚固剂等。目前国内外的多个厂家已经推出了全自动两臂顶锚杆钻车，采用了锚杆和锚固剂相结合的方案，能够适应大高度的自动支护作业，但也存在对孔困难、支护成本高的不足。结合井下智能支护的需求和实际地质情况，本文提出了一种新的全自动锚杆钻车。其采用了锚/钻箱切换+链式锚杆仓的结构，能够实现自动钻孔、自动设置锚杆。同时在设备上设置有转矩传感器，能够实现对钻进时的转速、钻进速度及推力的自动调整，在提升井下钻进效率的情况下降低钻头的磨损，提升使用寿命。

结语

现阶段，社会的发展过程中，随着工业水平的不断提升，社会对于矿产资源的需要也就不断提升，地表矿产基本上开采完毕，为了满足社会发展的需要，井下采矿就成为发展的主要方向。然而实际的发展过程中，由于地下矿区的环境复杂，对于技术的要求更高，现阶段的井下采矿作业就还存在一些隐患，需要相关人员结合传统采矿技术、连续采矿技术、爆破技术以及综合采矿技术进行采矿，并且结合地区实际合理的选择技术种类，这样才能够保证采矿作业的顺利进行。

参考文献

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