论文部分内容阅读
【摘 要】 随着社会经济的快速发展，所采用的采煤技术和方法都得到了较大的发展，但总的来说还存在一系列有待解决的问题，所以在实际生产过程中要对采煤各个环节进行升级和调整，保证煤矿利益及采煤人员人身安全。基于此，本文就煤矿开采方法及技术进行分析与研究。
【关键词】 煤矿开采；方法；技术
一、采煤技术概况
（一）采煤技术的现状
自从改革开放以来，我国的煤矿开采业步入了崭新的发展阶段，经济技术的进步为其吸引了更多新工艺和高科技的应用，提高了煤矿开采的效率，但是煤矿开采业的持续性发展，必须在保障生产安全的基础上，实现更高的生产效益，所以相关单位和人员必须遵守生产安全的原则和要求，坚持实事求是和具体问题具体分析的方针和政策，深入分析煤矿的实际情况，选用最适宜的采煤技术，只有这样，才能节省煤矿开采的人力物力资源，并达到了环保安全的采煤目标[1]。我国现阶段的采煤技术已经得到了充分的发展并且日趋完善，但对于一些情况较复杂的煤矿开采地区比如复杂的地质构造或者煤层结构，采煤技术的发展还不是特别完善，对于这些地区的煤矿开采经验和理念也没有完全形成，因此仍需要加大开发力度，不断促进新型采煤技术的进步和发展。
（二）采煤技术的分类
采煤技术工艺一般分为综采、普采、炮采和连采四种，综采工艺全称综合机械化采煤工艺，其工作原理是在采煤过程中实现所有采煤工序的机械化和作业的连续性。优势特点：不仅使工人的劳动强度降低，还使煤矿开采业的安全性得到提高；普采工艺全称普通机械化采煤工艺，工作原理是利用采煤机械实现装煤工序和落煤工序的共时完成，其中普采面的工作方式分为单滚筒和双滚筒采煤机。优势特点：使工作面易于管理，同时使两端做缺口的工作面的工作量得到解决；炮采工艺全称爆破采煤工艺，工作原理采用爆破的方式进行落煤工序，人工装煤，机械化运输，工作空间顶板的支护方式是单体支护。优势特点：工作空间的顶板支护得以实现；连采工艺全称连续采煤工艺，工作原理是落煤和采煤利用采煤机连续作业，运煤则通过梭车以及自动伸缩机来运输优势特点提高了采煤的工作效率，实现了良好的社会效益和经济效益。
二、煤矿的开采方法
（一）露天开采
煤矿企业在煤矿开采过程中，最常用的开采方法就是露天开采，根据开采现场矿井情况，采用由上及下层层贯通的开采方法来对煤矿进行开采[2]。开采煤矿时，需有专门人员来破坏煤矿表面的岩石结构，然后用专门的采矿机器挖掘矿藏，最后用相应运输装置把开采出土的煤矿运送到指定位置进行加工。这种采矿方法在中国煤矿企业中运用较多，因为其受环境限制比较小，同时该采矿方法有利于节约采矿成本，且其采矿效率较高，所以该开采方法在一段时间内促进了中国许多采矿企业发展，是一种较为稳妥的采矿方法。随着中国经济转型，环境友好型经济被人们所需要，而露天煤矿开采在挖掘过程中会产生很大环境污染，且其所需工作面积也比较大，这不符合中国当前经济形势。
（二）井下开采
井下开采煤矿，其含义就是在煤层中开辟一个倾斜入口，然后进行煤矿开采。在实际运用过程中，开采方在地下开采时会将开采的矿层划分为许多小空间，然后根据不同矿层区域的具体情况采取与之相对应的采矿工艺，以此确保开采质量和数量。井下开采对中国采矿企业发展有一定帮助，它能极大提高采矿生产效率，并极大节约采矿成本，但其煤矿回采的利用率比较低，且人们在井下工作比较容易出现事故，所以采用该煤矿开采方法需要比较多安全配套设施，这对建设单位提出了严格的安全责任要求[3]。
（三）极倾斜煤层开采
在实际运用中，该开采方法相对前两种方法使用较少。在煤矿开采要求和规范允许的条件下对工作区域进行科学分化，对采过的煤矿再一次进行充分挖掘。根据区域的不同其所采取采矿工艺也不同。而且，为保障煤矿开采工作运作良好，施工方要对开采现场所需安全设配进行监督，保证采矿人员安全。
三、煤矿开采技术
（一）应用高效集约化的煤矿开采技术
机械设备是煤矿开采的好帮手，在采煤设备的帮助下，煤矿开采不需要再采用炮采和人工开采，可以减轻劳动量，提高煤矿开采效益。在煤矿开采中要采用高效集约化的煤矿开采技术，应用高效简单的信息化系统，科学管理各种采煤机械设备，优化采煤工艺，保障采煤人员的人身安全，提高煤矿开采的经济效益。
（二）应用高效高产硬煤层硬顶板浅埋深的现代化煤矿开采技术
在煤矿开采中应用倾斜深孔爆破、定向岩层水力压裂等快速顶板处理技术及低压小、埋深浅的厚硬顶板控制技术，对于提高煤矿开采生产效率有着非常重要的现实意义，可以随采随冒、直接让顶，提高煤矿顶煤回收率，提高煤矿开采的经济效益，保障煤矿开采的安全。
（三）减少矸石排放的煤矿开采技术
当前的煤矿开采技术已经不足以满足煤矿开采需求，必须要积极创新，才能不断提高煤矿开采的经济效益。因此，要积极开发和应用煤矿开采工艺技术、开采巷道布置和煤矿地质条件的综合专家系统，使煤矿开采布置和采煤方法相互协调、相互适应。利用专家系统，布置全煤巷，不需要将矸石运出地面，简化煤矿开采工序，同步发展综掘和综采，提高煤矿开采的生产量。在未来的发展过程中，要重点开发安全、高效的矿井，优化巷道布置，简化煤矿开采工序。
（四）小阶段爆破落煤采煤技术
在煤矿开采过程中，采用小阶段爆破落煤采煤技术，可将煤矿采煤层分成多个爆破小段，按照不同的煤层，仔细放置雷管和炸药，确保煤矿爆破现场没有采矿支架、施工设备和施工人员，按照煤矿的开采层进行爆破。小阶段爆破落煤采煤技术多被应用在开采层倾斜度较大的煤矿开采过程中，煤层的厚度要超过5m，并且煤层顶板不容易脱落，具有良好的稳固性。小阶段爆破落煤采煤技术使用煤电钻在煤矿开采平巷中打眼爆破，每个开采区起爆和炮眼打眼同时进行，在回采工作面中，每推进20m要留出5m用来切顶煤柱，这种采煤技术的安全性较高，并且煤矿开采效率也很高，但是这种采煤技术存在一定危险性，对于技术人员的操作具有很高的要求，并且在这个过程中煤矿回采率很低[4]。
（五）放顶煤采煤技术
1.二型钢梁放顶煤开采技术
二型钢梁放顶煤开采技术主要是采用液压单体和二型钢柱对煤矿的顶煤层进行支护，并且放顶和采煤不能作为一个整体进行，必须要分两个部分进行，然后再使用人工爆破进行采煤。目前，二型钢梁放顶煤开采技术被广泛地应用在煤层结构强度较低、不稳定的煤矿开采过程中，该开采技术对于技术人员的操作能力具有很高的要求，并且对于机械设备的要求很低。
2.滑移支架放顶煤采煤技术
滑移支架放顶煤采煤技术是指在煤矿的前梁和顶梁位置设置沟槽或弹簧钢，在支架位置设置3～5个液体单体柱，然后利用销轴将各个液体单体柱相连。同时，在煤矿滑移支架的前梁位置安装挑梁，在后梁位置安装尾梁，这种安装方法对于煤矿开采环境的要求较低，并且具有很高的性价比，可以随意拆装和自由移动，因此被广泛地应用在当前的煤矿开采中。在煤矿开采过程中，即使煤层的垂直角度较高，也可采用滑移支架放顶煤采煤技术，但是这种采煤技术的稳固性较低，支架支撑力强度不足。
四、结束语
为了构建安全高效煤炭生产环境，需不断改良中国煤炭开采技术，不断采用现代生产技术来提升中国煤炭开采，最终促进中国煤炭生产的高效、安全、可持续发展，优化中国煤炭企业生产目标。
参考文献：
[1]师本强.陕北浅埋煤层矿区保水开采影响因素研究[D].西安科技大学，2012.
[2]周远生.试论煤矿开采方法与技术应用[J].价值工程，2012，23：98-99.
[3]杨相海.榆神府矿区小煤矿长壁布置刚性隔离煤柱房柱式开采研究[D].西安科技大学，2006.
[4]张百胜.极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D].太原理工大学，2008.
【关键词】 煤矿开采；方法；技术
一、采煤技术概况
（一）采煤技术的现状
自从改革开放以来，我国的煤矿开采业步入了崭新的发展阶段，经济技术的进步为其吸引了更多新工艺和高科技的应用，提高了煤矿开采的效率，但是煤矿开采业的持续性发展，必须在保障生产安全的基础上，实现更高的生产效益，所以相关单位和人员必须遵守生产安全的原则和要求，坚持实事求是和具体问题具体分析的方针和政策，深入分析煤矿的实际情况，选用最适宜的采煤技术，只有这样，才能节省煤矿开采的人力物力资源，并达到了环保安全的采煤目标[1]。我国现阶段的采煤技术已经得到了充分的发展并且日趋完善，但对于一些情况较复杂的煤矿开采地区比如复杂的地质构造或者煤层结构，采煤技术的发展还不是特别完善，对于这些地区的煤矿开采经验和理念也没有完全形成，因此仍需要加大开发力度，不断促进新型采煤技术的进步和发展。
（二）采煤技术的分类
采煤技术工艺一般分为综采、普采、炮采和连采四种，综采工艺全称综合机械化采煤工艺，其工作原理是在采煤过程中实现所有采煤工序的机械化和作业的连续性。优势特点：不仅使工人的劳动强度降低，还使煤矿开采业的安全性得到提高；普采工艺全称普通机械化采煤工艺，工作原理是利用采煤机械实现装煤工序和落煤工序的共时完成，其中普采面的工作方式分为单滚筒和双滚筒采煤机。优势特点：使工作面易于管理，同时使两端做缺口的工作面的工作量得到解决；炮采工艺全称爆破采煤工艺，工作原理采用爆破的方式进行落煤工序，人工装煤，机械化运输，工作空间顶板的支护方式是单体支护。优势特点：工作空间的顶板支护得以实现；连采工艺全称连续采煤工艺，工作原理是落煤和采煤利用采煤机连续作业，运煤则通过梭车以及自动伸缩机来运输优势特点提高了采煤的工作效率，实现了良好的社会效益和经济效益。
二、煤矿的开采方法
（一）露天开采
煤矿企业在煤矿开采过程中，最常用的开采方法就是露天开采，根据开采现场矿井情况，采用由上及下层层贯通的开采方法来对煤矿进行开采[2]。开采煤矿时，需有专门人员来破坏煤矿表面的岩石结构，然后用专门的采矿机器挖掘矿藏，最后用相应运输装置把开采出土的煤矿运送到指定位置进行加工。这种采矿方法在中国煤矿企业中运用较多，因为其受环境限制比较小，同时该采矿方法有利于节约采矿成本，且其采矿效率较高，所以该开采方法在一段时间内促进了中国许多采矿企业发展，是一种较为稳妥的采矿方法。随着中国经济转型，环境友好型经济被人们所需要，而露天煤矿开采在挖掘过程中会产生很大环境污染，且其所需工作面积也比较大，这不符合中国当前经济形势。
（二）井下开采
井下开采煤矿，其含义就是在煤层中开辟一个倾斜入口，然后进行煤矿开采。在实际运用过程中，开采方在地下开采时会将开采的矿层划分为许多小空间，然后根据不同矿层区域的具体情况采取与之相对应的采矿工艺，以此确保开采质量和数量。井下开采对中国采矿企业发展有一定帮助，它能极大提高采矿生产效率，并极大节约采矿成本，但其煤矿回采的利用率比较低，且人们在井下工作比较容易出现事故，所以采用该煤矿开采方法需要比较多安全配套设施，这对建设单位提出了严格的安全责任要求[3]。
（三）极倾斜煤层开采
在实际运用中，该开采方法相对前两种方法使用较少。在煤矿开采要求和规范允许的条件下对工作区域进行科学分化，对采过的煤矿再一次进行充分挖掘。根据区域的不同其所采取采矿工艺也不同。而且，为保障煤矿开采工作运作良好，施工方要对开采现场所需安全设配进行监督，保证采矿人员安全。
三、煤矿开采技术
（一）应用高效集约化的煤矿开采技术
机械设备是煤矿开采的好帮手，在采煤设备的帮助下，煤矿开采不需要再采用炮采和人工开采，可以减轻劳动量，提高煤矿开采效益。在煤矿开采中要采用高效集约化的煤矿开采技术，应用高效简单的信息化系统，科学管理各种采煤机械设备，优化采煤工艺，保障采煤人员的人身安全，提高煤矿开采的经济效益。
（二）应用高效高产硬煤层硬顶板浅埋深的现代化煤矿开采技术
在煤矿开采中应用倾斜深孔爆破、定向岩层水力压裂等快速顶板处理技术及低压小、埋深浅的厚硬顶板控制技术，对于提高煤矿开采生产效率有着非常重要的现实意义，可以随采随冒、直接让顶，提高煤矿顶煤回收率，提高煤矿开采的经济效益，保障煤矿开采的安全。
（三）减少矸石排放的煤矿开采技术
当前的煤矿开采技术已经不足以满足煤矿开采需求，必须要积极创新，才能不断提高煤矿开采的经济效益。因此，要积极开发和应用煤矿开采工艺技术、开采巷道布置和煤矿地质条件的综合专家系统，使煤矿开采布置和采煤方法相互协调、相互适应。利用专家系统，布置全煤巷，不需要将矸石运出地面，简化煤矿开采工序，同步发展综掘和综采，提高煤矿开采的生产量。在未来的发展过程中，要重点开发安全、高效的矿井，优化巷道布置，简化煤矿开采工序。
（四）小阶段爆破落煤采煤技术
在煤矿开采过程中，采用小阶段爆破落煤采煤技术，可将煤矿采煤层分成多个爆破小段，按照不同的煤层，仔细放置雷管和炸药，确保煤矿爆破现场没有采矿支架、施工设备和施工人员，按照煤矿的开采层进行爆破。小阶段爆破落煤采煤技术多被应用在开采层倾斜度较大的煤矿开采过程中，煤层的厚度要超过5m，并且煤层顶板不容易脱落，具有良好的稳固性。小阶段爆破落煤采煤技术使用煤电钻在煤矿开采平巷中打眼爆破，每个开采区起爆和炮眼打眼同时进行，在回采工作面中，每推进20m要留出5m用来切顶煤柱，这种采煤技术的安全性较高，并且煤矿开采效率也很高，但是这种采煤技术存在一定危险性，对于技术人员的操作具有很高的要求，并且在这个过程中煤矿回采率很低[4]。
（五）放顶煤采煤技术
1.二型钢梁放顶煤开采技术
二型钢梁放顶煤开采技术主要是采用液压单体和二型钢柱对煤矿的顶煤层进行支护，并且放顶和采煤不能作为一个整体进行，必须要分两个部分进行，然后再使用人工爆破进行采煤。目前，二型钢梁放顶煤开采技术被广泛地应用在煤层结构强度较低、不稳定的煤矿开采过程中，该开采技术对于技术人员的操作能力具有很高的要求，并且对于机械设备的要求很低。
2.滑移支架放顶煤采煤技术
滑移支架放顶煤采煤技术是指在煤矿的前梁和顶梁位置设置沟槽或弹簧钢，在支架位置设置3～5个液体单体柱，然后利用销轴将各个液体单体柱相连。同时，在煤矿滑移支架的前梁位置安装挑梁，在后梁位置安装尾梁，这种安装方法对于煤矿开采环境的要求较低，并且具有很高的性价比，可以随意拆装和自由移动，因此被广泛地应用在当前的煤矿开采中。在煤矿开采过程中，即使煤层的垂直角度较高，也可采用滑移支架放顶煤采煤技术，但是这种采煤技术的稳固性较低，支架支撑力强度不足。
四、结束语
为了构建安全高效煤炭生产环境，需不断改良中国煤炭开采技术，不断采用现代生产技术来提升中国煤炭开采，最终促进中国煤炭生产的高效、安全、可持续发展，优化中国煤炭企业生产目标。
参考文献：
[1]师本强.陕北浅埋煤层矿区保水开采影响因素研究[D].西安科技大学，2012.
[2]周远生.试论煤矿开采方法与技术应用[J].价值工程，2012，23：98-99.
[3]杨相海.榆神府矿区小煤矿长壁布置刚性隔离煤柱房柱式开采研究[D].西安科技大学，2006.
[4]张百胜.极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D].太原理工大学，2008.