煤矿中厚煤层的开采技术

煤矿中厚煤层的开采技术

摘要：煤矿在开采时，因为矿内煤层所处地质条件的不同，使得煤层在开采过程中开采工具及开采工艺往往也不尽相同，而在煤层开采过程中，为了更加安全有效，就需要对煤层的空间层面进行设计，并且选取合适开采技术。基于此，本文结合煤矿开采实例主要阐述煤矿中厚煤层开采时所用的技术。

关键词：煤矿；开采技术；机械设备；煤

截至目前来说，根据采煤时是否使用大量的水，将采煤技术分为了干式采煤与水式采煤两种，其中水式采煤技术是煤矿中厚煤层开采中应用很广泛的一种，本文结合某煤矿中厚煤层开采实例，分别从煤层工作面设计、技术管理、安全生产管理等几个方面就怎样提高产能的措施做了叙述，提出了以后怎样对中厚煤层进行更加合理的开采，并总结了在开采中应该注意的事项。

1实例概况

1.1矿井历史

某矿业公司为国外专家设计的大型水能机械采煤矿井，该矿井计划产能为150万t/a，实际在1989年开建，截至1990年正式投产，1993年完成设计产能，1995开始新建井并扩建，1998年新井开始投入产出，新井预计产能可达到200万t/a，2005年新井产能达到了250万t/a。

1.2矿井地质条件

该煤井位于山区，所处地域地质主要是褶皱构造。井田自西向东依次由X1向斜、X1背斜、X2向斜、X2背斜、X3向斜等几个主要褶皱构成，其中X1背斜占矿井大部，与其余褶曲复合构成整个煤层，使得煤层构造极为复杂，一些煤层稳定程度很低。

1.3矿井生产状况

该矿井元先设计为水式采矿井，但是随着矿井不断开采，使得煤层倾角不断下降，因此从2002年初煤矿尝试了使用旱采，直至现在，矿井开采到地下600m至800m水平，直至2005年，所有的水式采矿井均基本采完，煤矿进入了全面旱采阶段。

2水式采矿技术重点

2.1做好开采前的准备工作

在煤矿开采之前需要做好的准备工作有：（1）监督好巷道的掘进质量；（2）掘进时注意对顶板的保护，尽量降低空顶距离，并保证按时接顶，以防止顶板被破坏而导致的裂隙大量产生及出现抽冒情况，为以后矿井的回采制造麻烦。（3）对于回采巷道中的高压管道在安装时必须要做好质量保证工作，严禁管道存在跑水现象，否则将会出现停枪，而造成采垛落板丢煤；

另外，管道一旦跑水，将极易冲毁后面的巷道，为以后的回采造成极大的安全隐患。

2.2优化设计

2.2.1水力采煤中方法的选取

在实际采煤过程中，必须按照煤层倾角选取合适的水力采煤手段，该煤矿中通过实际探测及实采初步确定了煤层的倾角超过15°～20°时优先选取小阶段式（即走向短臂式）采煤技术；在煤层倾角低于15°～20°时优先选取漏斗式（倾斜短臂式）采煤技术。

2.2.2巷道断面的选取

煤矿内部巷道断面可实现通风、运料、行人等目的，因此断面不能过小也不能过大，如果巷道断面过小，则很容易造成煤水冲人事故，及对人员、材料的进出造成影响，还会导致通风不畅；如果巷道断面过大，一方面要求岩石掘进量增大，施工难度增加，另一方面巷道过大也会造成安全隐患增多。因此在实际设计时必须要根据煤矿具体情况选取合理的巷道断面，该案例中经过多年经验总结，形成了以下煤层厚度的支架规格表。

在对中厚煤层进行开采时，为了降低岩石掘进量，增快工程进度，可适当的将巷道高度降低，对于风道、切眼及主运道优先采用5.9m2的断面支架，而回采的巷道一般使用4.7m2或者3.5m2的支架。

2.3机械设备

2.3.1水枪

水枪是水式采煤矿井的主要采挖机械之一，因此，水枪质量的好坏与矿井产能有着直接关系。现在，老式的吕-4型水枪已被逐步淘汰，而大多数水式煤井均采用一种新研制的SQ 水枪。从实际使用状况来看，SQ水枪有着极好的射流落煤能力，且该水枪压力损失较小，对提高煤井生产效能及增加煤井经济效益有着积极的作用。

2.3.2水泵

另外，高低压水泵也是水式采煤的主要采挖机械之一，因为水泵的优良与水式采矿井采矿的产量及效率直接相关，因此该公司依据实际实践经验为煤井配备了合适的高低压水泵，真正意义上取得了节能增效的作用。为了使得射流有很好的破煤效果，高压水泵必须要拥有较高的供水压力，因为目前我国生产的一些高压泵，本身供压能力有限，因此当遇到较硬的煤层时，必须采用三级串联加强压，才可保证高效落煤，其中该矿使用的水泵参数如表2。

2.4加强安全生产管理

2.4.1加强通风设施建设，避免出现瓦斯事故

在煤井建设时，主要的通风工作有：（1）为煤井准备充足的风量，确保煤井整个系统的通畅；（2）定期或不定期的进行煤井瓦斯监测，并实施综合防治措施。该煤矿实施以上措施之后，解决了地下煤井通风难度大、瓦斯气体容易集中等问题，有效的避免了事故的发生，该矿从建立至今未发生因瓦斯而导致的伤亡事故。

2.4.2加强人员培训及基础建设，减少人员出现事故

煤矿要想长久安全有效的生产，就必须做到以下几点：（1）必须从基础做起，加强对技术人员的培训，增强工人素质，以避免矿井窝水、下煤不均等现象；（2）按照巷道的使用情况，合理规划巷道断面并加强巷道内部管理，保证通风、溜煤、行人及运料的需求，并且对一些矿压很大的区域，必须提高巷道强度，保持巷道断面的充分；（3）对于溜煤坡度的选取一定要合理，并且定期对溜煤系统进行调整，更换已经破损的管道，以避免煤水冲人现象的发生。

3旱式采矿技术重点

随着该矿的采挖逐步向更深的区域推进，煤层的倾角逐步变小，不适合水采的地区不断增多，面对该种现状，煤矿在2002年开始试着进行旱采。

随着旱采的进行，煤矿不断尝试各种不同的采矿技术，先后有综采、高档开采、炮采等采挖形式，在旱采前期因为设备、人员素质等多方面的影响，使得采挖效果很差，矿井产能很低。而在2005年，随着该公司作了强化管理，优化设计，购买新的采挖设备等工作，使得旱采进入正规。通过对照旱式采矿技术与水式采矿技术生产成本可清晰的看出，在对中厚煤层的开采中，旱采在开采工艺及生产能力上已明显超过水采。

4中厚煤层开采发展趋势及应做的工作

（1）对于中厚煤层在运用水式采矿技术时，要加强推广使用新装备、新技术，例如常见的煤巷锚杆支架技术，机械掘进技术及使用高效节能的水枪、水泵等，切实提高矿井水式采出能力，加强单产水平，减小对能量的消耗，最终有效的提高产能及经济效益。(2)在一些地质结构较为简单，煤层相对稳定的区域中开采时，必须优先选择使用旱采技术及设备，以最大限度的提高煤矿公司的经济效益。

5结语

总之，随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，我国在中厚煤层的开采中使用的一些传统技术已经不断被完善，而随着采煤层厚度的不断增加及煤层强度不断提高，使得煤矿开采难度不断增加，这就需要相关工作者不断寻求新技术、新设备了来解决这些问题。

参考文献

[1]王家臣，仲淑姮.我国厚煤层开采技术现状及需要解决的关键问题[J].中国科技论文在线，2008.

[2]王家臣.我国综放开采技术及深层次发展问题探讨[J].煤炭科学技术，2005.