浅析煤矿开采技术条件与采掘工艺

彭齐中

(河南神火集团有限公司，河南 永城 476600)

0 引言

某煤矿矿井地处构造剥蚀低山区，煤质类型主要为亮煤和半亮煤，底板为层状砂岩的厚度大约在1.5 m的中厚煤层，并且结构较为复杂。地表大部被第四系地层覆盖，受到长时间剥蚀，形成侵蚀深沟地貌，地形复杂，作业难度较大，矿井田面积大概为42 km2，8、9以及11煤层是可采的。8、9煤层很大一部分是厚煤层，9煤层的储量为14 306.02万t，可供开采的储量为6 875.59万t。煤层松软破碎，顶板是砂岩复合式的，极容易受到破损，稳定性不高，构造复杂繁琐，工作面冒顶频繁。

1 煤矿开采技术条件

1.1 水文地质特征

河流从煤矿井田南侧从西向北东流过，河床标高1 093 m，也是侵蚀基准面标高。矿区地势东南部高，北部低，呈反向坡，利于排水。地层富水性受气候、地貌等因素影响，岩性与富水性两者之间有着密切的联系。比如钻孔在钻进时，漏水等情况经常发生在灰岩、碎屑岩中，但在软弱的岩石中通常不会发生漏水等情况。

1.2 煤尘爆炸性

将几个钻孔进行取样试验，测试其煤尘爆炸性。通过测试结果可知矿区煤尘无爆炸性，但造成爆炸的因素还是大量存在。矿区一部分为富甲烷煤层，以至于煤矿在进行开采阶段将会出现大量的煤尘，所以在开采时，必须要使用合适的措施，避免爆炸等安全问题的出现。

2 煤矿采掘工艺分析与探究

2.1 工程具体的开采技术

1)对于煤矿开采方法的选用，首先就要选用分层开采。如果开采工程所处的地理环境无法满足分层开采方法使用条件时，可以采用台阶式开采或凹陷式开采进行替代。需要注意的是，硐采方法需要谨慎使用。

2)煤质类型主要为亮煤和半亮煤，底板为层状砂岩的厚度大约在1.5 m的中厚煤层，结构较为复杂，作业难度较大。推荐使用综合设计采掘工艺，煤层回采支护选用走向长壁式，设置大致110 m，倾斜长度保持在50～70 m。在落煤工艺选择上，可以使用放炮落煤法，并选用单排炮眼以及三花炮眼，正向爆破的方式。运输设备应该使用刮板运输机。采空区处理技术使用单体液压支护，这样一来可以使得煤矿开采工作获得良好的效果。

3)使用爆破震动较小的开采设备，或者使用一些智能化的自动开采设备。并且还需要全方面的分析所用工艺的安全性、经济性以及对周围环境与居民生产生活所带来的影响，加工时所用的设备也最好使用自动化、智能化的设备，在一定程度上减少人工环节。相关的工作人员需要采取一些合理的、完善的改进措施，挑选适合的开采方式与工艺，最大程度的保护周围的环境，在一定程度上推动我国煤矿行业的发展壮大。

2.2 采掘工艺单项研究分析

2.2.1 填充法

在进行井下煤层采掘工作的过程中，如果遇到地表沉降的状况时，可以使用填充法。在开展工作时，常会遇到材料设备缺乏的情况，使用填充法可以进行就地取材，有效节约材料成本，并且可以提升采掘回收率。在使用填充法时，必须要充分掌握周围的具体情况，检测所需要的参数。在采空区域极为容易出现一些错误操作以及安全事故，所以相关工作人员应该将采掘出的砂石回填到采空区，保障采掘工作的安全性。详细如图1所示。

图1 填充采掘法工序示意图

2.2.2 爆破采煤工艺技术

使用爆破方式落煤，对定向准确性要求较高，爆破采煤的煤块均匀、煤壁平直，对后期支护影响小。所以，使用毫秒延期定向爆破技术，可以在一定程度上减少爆破的时间，提升出块效率。因为爆破落煤之后有一部分会进入输送机，所以只需要工作人员进行很短时间的装煤工作。此外，有许多机械设备能够高效地辅助工作人员进行装煤。生产中可使用爆破震动较小的开采设备，或者使用一些智能化的自动开采设备。并且还需要全方面的分析所用工艺的安全性、经济性以及对周围环境与居民生产生活所带来的影响，加工时所用的设备也最好使用自动化、智能化的设备，在一定程度上减少人工环节。相关技术人员必须制定完善的、科学化的爆破设计，详细设计钻孔、炮孔验收、装药、充埴堵塞等环节。测量台阶高度、最小抗线，并结合地形、地质确定各个炮孔。需要注意的是，孔深度的误差范围必须要维持在30 cm以内，倾角维持在2以内，孔距、排距也必须维持在30 cm以内。

2.2.3 条带法采掘技术

由于煤矿存在覆岩危害，可以使用条带法采掘技术。在使用条带法进行工作的阶段，可以回收矿区周围的压煤。如果遇到地表沉降的状况时，也可以使用此方式进行充分的控制。使用条带法时，需要将部分条带煤柱区域预留在矿区，回收矿区覆岩层，推动采掘工作精简化。

3 结语

煤矿开采行业是我国的基础行业，须得到社会各界更多的关注。相关的工作人员需要采取一些合理的、完善的改进措施，挑选适合的开采方式与工艺，最大程度地保护周围的环境，在一定程度上推动我国采矿行业的发展壮大，保障矿产资源的合理利用。同时还能在一定程度上改善工作人员的工作环境，从而有效的保障我国煤矿开采的安全性以及环保性。