现代煤矿煤层开采技术和发展探讨

现代煤矿煤层开采技术和发展探讨

（山西焦煤西山煤电股份有限公司，山西太原030001）

采煤技术的形式与效率是现代煤矿高产高效、实现安全集中化生产的核心问题，结合自身多年工作实践，简要阐述了煤炭开采的主要形式，并对现代矿井采煤技术作了简要探讨。

标签：煤矿；开采；技术

煤矿床呈层状赋存，分布范围广，储量大，煤质脆、易切割破碎，开采时常伴有水、火、瓦斯等灾害威胁，与开采其他矿藏相比，采煤技术有一些不同的特点。开采方式分露天开采、地下开采两类。通常采用机械化方法，少数用水力采煤。

1煤炭开采的主要形式

按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤等旱采方法和水力落煤的水采方法，水采矿井在我国还比较少。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，常见的是壁式采煤法。对壁式采煤法而言，其工作面一般长为100至200米，可容纳产能高和大功率的采煤机械，能形成较高的效率和产量。柱式采煤法的工作面一般只有6至30米，由于其工作面短，顶板维护较为容易，支护费用较低，但存在回采率低的弊端。露天采煤方式是通过移除覆盖于煤层上的岩石等杂物，将煤敞露于地表，这就包括两个过程：剥离和采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。对于露天采煤而言，具有生产空间不受限制，资源回采率高的显著特点，且其劳动条件好、资源利用合理，有较好的安全保障，但对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。

无论井下开采还是露天开采，都须首先进行地质勘探，查明含煤地层的分布范围、可采层数、层厚、倾角、储量，以及地质构造、自燃倾向、水、瓦斯等赋存状况和开采条件，然后合理规划矿区的建设规模、矿井数目、产量和建设顺序。根据矿区总体设计和矿井设计，逐一建设后移交生产。

2现代矿井开采技术

2.1深矿井开采技术

深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场

及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。

2.2 “三下”采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。

2.3 现代绿色采煤技术

采煤工艺会影响矿井开采的原煤质量和地表环境。只有按煤层赋存自然条件和生产技术条件，选择采煤方法，配合有效的煤质管理措施，才能有效地进行煤炭的绿色开采。

第一，加大采高，实施煤层全厚开采。采煤机械化技术的提高，工作面的采高已逐渐提高，使过去需用分层开采的煤层改为单一长壁工作面全厚开采。不但提高了工作面产量和效率，还减少了分层开采时矸石及其他杂物混入煤中的几率，降低了原煤含矸率及灰分。近年来，对5m以上的特厚煤层已使用了放顶煤技术开采。在煤层底部用长壁工作面采出2.5m左右的厚度。其上部的顶煤在矿压作用下冒落在支架的后部，把冒落的煤从支架后部用运输机运出工作面。此方法简化了特厚煤层的开采工艺，技术经济效益显著。放顶煤开采需要选择合理的放煤参数，不然，不仅顶煤放不净，还会放出大量顶板冒落的矸石，增加原煤灰分。目前，在一些矿区在实践中已创造了不少合理放顶煤工艺，有效地提高了煤炭回收率，降低了原煤的含矸率。

第二，工作面煤岩分采。煤岩分采适用于炮采工艺，它的回采顺序是：先爆破采出夹石层上部的煤，并用临时支护管理暴露的顶板；之后剥采夹石层，并把它弃在采空区；采出下部煤层，架好永久支架，工作面完成一个采煤作业循环。

第三，留顶（底）煤开采。在煤层有较厚的伪顶或直接顶破碎不好维护时，工作面要实行留顶煤开采，以防止伪顶或破碎顶板冒落混入煤中影响煤质。在底板松软的状况下，为避免支柱钻底或采煤机啃底影响煤质，工作面应采用留底煤方法回采。如煤层顶部或底部煤质较差，为保证原煤质量，开采时应采用留顶煤（或底煤）回采，把劣质煤直接弃于采空区。

煤矿开采技术，无论露天或地下，在目前已达到的高度机械化基础上，正朝着生产过程的遥控、自动化方向发展。通过改进综采设备的设计、选型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度，将提高其生产能力和设备利用率。同时，在矿

井提升、运输、排水、通风、瓦斯监控等许多环节，将实现自动化、遥控。地下和露天煤矿都将实现电子计算机集中自动管理监控。

在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业条件，提高单产和机械化水平。同步开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，不断进行技术创新和工艺革新，努力提升应用水平、积极扩大应用范围，为提高采煤机械化水平不遗余力的探索和前行。

参考文献

［1］韩德军. 煤矿开采技术发展方向刍议［J］.江西煤炭科技，2009，（2）.

［2］王刚. 煤炭企业物流发展的方向和对策［J］.西部探矿工程，2006，（12）.