采矿工程中的采矿工艺技术

摘要：为了提高煤炭开采过程中的经济效益及开采煤矿的质量，叙述了煤矿开采的现状及存在的问题，分析了煤矿开采工艺与方法及煤矿开采技术，对煤矿开采工艺技术进行了展望。

关键词：煤矿采矿；采矿工艺；技术

0引言

随着经济技术的不断发展，中国对煤矿资源的消耗量呈逐年上升趋势。为了减少中国煤炭资源的浪费，提高经济效益，促进中国工业产业的可持续发展，需要不断优化监控流程，及时对煤炭开采各项数据进行测定，当出现故障时，应减少采矿工程的困扰，解决煤矿采矿中的实际问题，提高采矿工艺技术和煤矿产量，保障中国能源安全及人身安全。

1煤矿开采现状及问题

中国煤炭开采形式多、分布广、类型复杂。目前，缓斜煤层占80%，倾斜煤层占9%，极斜煤层占3%。中国煤炭开采方法将近60种，目前主要采用的方式有柱式或长臂式采煤法。由于矿山地质条件的不同，可将采煤系统与采煤技术联合起来，通过一定的顺序完成各项工序。如今，中国的采煤技术越来越成熟，在理论与应用方面的技术越来越高，但也存在一系列问题。如今，中国煤矿开采方面存在的主要问题有安全问题和环境问题，其中安全问题是首要问题，如果安全问题做不好，采矿过程中的各项步骤就难以进行，也就难以提高采矿效率，进而影响经济效益。中国煤矿开采安全事故多，主要与不健全的管理制度及落后的开采技术相关。由于煤矿的开采，煤炭上方的土层就会不断松散，岩石层不断位移，地下水位不断发生变化，地下水流经方向不断改变，如果不采取有效措施，很有可能发生矿难，危及开采人员的人生安全[1]。

2煤矿开采工艺与方法

完善煤矿开采的工艺和方法有利于提高煤矿的运营和发展。当前，随着科学技术的发展，中国煤矿开采方法也不断地发展和完善。为了让采煤工艺更加安全可靠，提高采煤效益，需采取智能化的采煤手段，通过开采设备与监控系统的相互配合，不断完善采煤工艺和技术，从而使采煤系统更加完善。

2.1露天开采

露天开采是中国煤矿开采过程中最常见的方法之一。露天开采受环境限制比较少，它是一种较稳妥的采矿方法，通过从上而下进行挖掘，成本相对较少，效率相对较高，它的应用促进了中国采矿业的发展。露天开采之前，开采人员应对矿井周边环境进行探测分析，首先找好开采位点，然后利用专业设备对煤矿上层的岩石进行破坏，再利用采矿机器把煤炭从上而下挖掘出来，最后利用开采出来的煤矿通过各种运输工具运送到相应加工点进行处理。由于露天开采需要大面积的工作地，因此，排放到空气中的污染也相对较多，影响了采矿的周边环境，不符合当前倡导的环境友好型的经济模式。

2.2井下开采

井下开采具有一定的发展历史，它对中国采矿企业的发展帮助极大。相比较而言，井下开采对环境污染相对较低、生产效率较高，当需要挖煤矿时，在煤层中寻找一个倾斜的路口，然后开采人员对采矿层进行划分。一般情况下，将采矿层分成几个不同的小区域，然后根据不同区域的特点采取不同的开采方法。一般是根据所在区域含水量来确定开采方式，通常采用水采或旱采的方式。然而，由于井下开采的煤炭回收利用率及人员安全性较低，需要开采部门及时做好安全措施，避免人员伤亡及其他不必要的麻烦。

2.3急倾斜煤层开采

急倾斜煤层开采方式使用较少，通常情况下是为了使煤炭开采更加充分而进行的第二次挖掘，从而使煤炭开采更具彻底性和充分性。因此对开采人员的专业素质要求更高。当煤炭开采时，必须对煤炭开采区域进行科学划分，根据地形及煤层特质采用不同的开采工艺，充分保障开采人员的安全性，使开采工作能及时顺利进行。

3煤矿开采技术

3.1填充开采技术

填充开采技术在中国煤炭开采方式中较常使用，一般是由水沙为填充材料。由于其工艺制作的流程方式比较复杂，在现实运用中并不是很理想，它阻碍了施工过程中减沉方面的工作，因此，必须使用其他新的填充材料来解决这一问题。实践证明，膏体和矸石在这方面具有良好的特质，能有效解决压煤或堆存煤石的问题，有利于煤炭开采及符合环境友好型经济模式[2]。

3.2煤与瓦斯共存煤矿开采技术

煤和瓦斯共存的煤炭开采技术攻克和研究了高低压与透气性方面的技术问题，通过创新和改革，除去了通风降温和采掘方法的交换过程，使高低压、地温和冲击地压等问题得以解决。在煤炭开采时，对覆岩层的矿压进行有效利用，利用抽采工艺，精准有效地对煤层进行卸压时间控制。这样一来就能对煤炭进行有效开采，也确保了煤炭开采时的安全性，进而使经济效益和安全效益得到了保障。

3.3壁式体系方面的煤炭开采技术

很久以前，壁式体系方面的煤炭开采技术是由美国为首的一些发达国家采用，此方法在一定程度上促进了发达国家的煤炭开采。如今，该技术在全球范围内广泛使用，在中国也一样，在煤炭开采过程中使用这一技术能使功率达到150kW左右，从而提高了中国煤炭开采速率。但由于中国煤炭层中的复杂性和多样性，在缓斜性煤层中通常使用分层倾斜式的长壁开采技术，这一技术促进了中国煤炭开采业的发展。

3.4高效集约化生产技术

在煤炭开采过程中，为了提高工作效率，必须采用高效性和集约化的方式，所以要对采煤设备及采煤工艺进行创新。在开采煤炭前，对开采步骤及生产系统进行简单布置。在开采煤炭时，必须严格监控和采取有效设备，通过设备层和管理层的有效把握来提高煤矿企业的经营效果。

3.5硬顶板的控制技术

这一技术是通过岩层中的定向水力压及倾斜深口破裂技术来将煤矿进行开采，这样能提高煤炭的回收率用率，且可将顶煤破碎，保障煤炭开采工作的顺利进行。这一方式要利用浅埋等方式对硬顶板进行有效控制。

3.6近距离煤层开采技术

近距离煤层开采是指在薄煤层上作为开采点，这一技术需解决机面高度和主电机之间的矛盾。在煤炭开采时，需利用一个体积小、功率大的主电机。目前，中国已研制出了多种薄煤层液压架型，大大提高了煤炭开采效率，为煤炭开采作出了较大贡献。

3.7采煤设备的保障系统

为了在开采煤炭的过程中能高产高效地进行，就需要建立完善的支架监控系统和围岩系统。而支架支撑位态、检测液压系统信息和优化顶板状态都需通过电液控制阀系统来进行改进，这样一来能有效监控采煤机的磨损情况、搁板输送机的工作情况及工作温度等，这样有利于提高开机总效率。

4煤矿开采工艺技术的展望

4.1提高采场围岩控制技术

如今，中国使用的围岩技术复杂且成本高，主要是用高压注水、化学加固等方式。因此，寻找新的材料和开发新技术尤为必要。当前，中国进行了一系列的相关研究，从研究成果看，可通过现代先进的数值法和解析法对煤炭开采层的地质条件进行科学研究，在顶煤方面的规律可使用散元方法进行分析，以便使优化放煤和顶煤回收率问题得以解决。此外，通过煤炭开采时的平衡机制及规律进一步完善采场围岩控制技术，根据采矿成本和效率保证开采工作的顺利进行[3]。

4.2提高煤炭地下气技术

目前，中国发明的煤炭地下气技术虽然还存在许多不合理之处，但发展空间巨大。地下煤炭的燃烧情况需通过热化学作用来进行控制，从而获得可燃气体等能源。这一技术人工需求小、成本低、效率高、污染少，从而可降低生态环境的污染，特别是对于中国劣质煤炭多、地形复杂的区域来说，这一技术尤为重要。

4.3改善顶板状态及支护质量的监测工作

在煤炭开采时，应对缓倾斜中的顶板破坏及坚固工作进行适时监测，这样才能保障采矿人员的人身安全及保证采矿工作的顺利进行。然而，中国在煤炭开采方面的监控技术存在诸多问题，监控方法仍有很大的提升空间，监测仪器也需要及时改进，积极开发小型化直观型的监测仪器并广泛使用，努力朝着智能化监控发展。

5结语

近年来，中国煤炭开采技术发展迅速，优越的技术是煤炭开采工业发展的有效保障。但在现实运用中，应根据矿区具体情况选择适合的开采工艺，在保证高产高效的前提下实现经济与生态的和谐发展。在煤层开采监测方面，通过智能化仪器对煤层中的参数进行监测，从而防止安全事故的发生，不断创新开采方式才能保证开采工作的顺利进行。

参考文献：

［1］杨涛.煤体瓦斯吸附解吸过程温度变化实验研究及机理分析［D］.徐州：中国矿业大学，2014.

［2］刘传安，张勇，杨凤林，等.矿深埋厚煤层群上进行开采数值模拟研究［J］.煤炭工程，2012，54(33)：18-20.

［3］朱涛.软煤层大采高综采采场围岩控制理论及技术研究［D］.太原：太原理工大学，2010.

作者:温非非 单位:霍州煤电集团洪洞亿隆煤业有限责任公司