浅析煤矿中优化开采的方法

刘旭东

摘要：目前社会高速发展，我国的煤矿开采工作竞争越来越激烈，煤矿开采中出现了环境破坏和水土流失的现象，因此优化煤矿开采技术具有深刻的理论内涵和实用价值。

关键词：煤矿 煤矿开采 优化开采方法

1 我國煤矿开采存在的问题

煤矿深部开采问题一直是世界各发展中国家关注的问题。对矿区进行地表沉陷预测和控制设计所用的参数，我国大部分地区都采用深度小于三百米的观测站资料。但是这些参数资料在严格要求下只适合用于开采深度少于三百米的地表沉陷预测和控制。在很多地方重复建立地表移动观测站实测求取岩石移动角的方法会用相当长的一段时间，所以很多都会中途放弃，造成了大量的人力物力财力的损失。此外，由于压力过大，造成围岩严重变形，导致巷道和采场失去平衡，加大了巷道断面；另一方面，随着地压增大，受到深部高应力的影响，围岩移动更加强烈，巷道会严重变形，导致经济效益下滑。露天采煤业迅猛发展的同时，也带来了许多地环境问题。此外，我国的煤矿开采技术水平普遍较低，开采技术装备较差，采煤机制造技术落后。与国外同行业相比，机电一体化、智能化、自动化的控制技术，产品可靠性技术，数字集成技术与计算机辅助设计技术，仍然存在较大差距，中、小型矿井落煤方式还以炮采为主，工作面走向长度过短。煤矿重大科技攻关课题难以实现，重大安全技术问题难以解决。因此，优化煤矿开采技术势在必行。

2 优化煤矿开采方法

优化煤矿开采方法，就是在该煤矿区采用或引进崭新的、先进的采煤装备或采煤方法，有效地对矿井的相关生产系统进行优化改造，并且对煤矿开采的相关生产组织制度和作业方式进行变革，从而来提高安全水平、生产效率和发展经济效益。而采煤工艺的发展极大地推动了煤炭开采各环节的变革，通过使采煤技术与现代高新技术相结合，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，研究开发智能化、安全可靠、高效、耐用的采煤设备和生产监控系统，有效地改进和完善采煤工艺。

2.1 煤矿开采的最优化准则和技术原理 ①对地表的建筑物的影响程度少。②煤炭的损失比较少，采区回采率高。③开采资源所带来的利润高。④采区系统安全、可靠。⑤在采深较小及急倾斜煤层时，还应考虑“上三带”的特征与程度。确保在达到最优化准则的条件下，针对当地煤矿开采的现场条件，有时需要采取降低回采率的开采措施，以减少采动有害影响，实现井下安全开采。所以，采煤方法的最主要原则是如何处理资源回收率问题。煤炭开采引起环境变化与造成安全问题的根源就在于开采后造成岩层错位移动。所以，进行优化开采的基础理论就是动煤岩层节理裂缝分布离层规律、瓦斯与水层渗流规律、煤岩体应力场分布规律及岩层控制技术等。

2.2 引进外国先进开采设备，开发研究高效的开采技术 引进外国先进的开采设备，参考外国的控制技术，数字集成技术与计算机辅助设计技术和产品可靠性技术，积极研究并开发适合我国现有地质条件的生产技术，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，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。

2.3 对巷道进行优化布置，尽量减少矸石排放的开采技术 改进采煤技术，完善煤矿布置的工艺体系，努力实现矸石废料综合利用技术，达到开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现综采与综掘同步发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。

2.4 坚持采取突出危险性预测措施 每个分层或阶段采完后，在下分层或阶段石门揭煤和煤巷掘进中，应采取突出危险性预测措施，如有突出危险，应修改设计，降低分层或阶段垂高，并落实四位一体防突措施，如无突出危险，可不采取防突措施，但必须采取安全防护措施。

2.5 采用三下采煤与减沉技术 采用三下采煤技术，既有较好的经济效益，又能保护建筑物、水体等不受损害。在保证三下采煤安全可靠情况下，采用优化开采原则，防止煤岩失稳造成顶板下沉变形，根据具体条件深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律，根据覆岩结构与关键层特征来研究确定合理的减沉开采技术及参数，仅充填部分采空区，研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和设备，提出煤炭开采与煤矿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。

3 结语

煤矿中优化开采是一个新技术，也将会是我国煤矿企业未来发展的方向。优化煤矿企业开采技术，能有效地降低对环境的影响，减少经济的不必要损失，走向可持续发展与经济发展相并存的道路，使煤矿企业的经济效益达到最大化。

参考文献：

[1]梁旺亮.煤矿优化开采技术的研究[J].山西焦煤科技，2009（06）.

[2]周远生.试论煤矿开采方法与技术应用[J].价值工程，2012（23）.

[3]马冠超.煤矿优化开采关键技术及原理分析[J].科技与企业，2012（18）.