浅谈煤矿井下开采技术的现状及发展

陈强文

摘要：随着中国经济的发展和壮大，国家和社会对能源的需求越来越大，煤炭在能源中占有的地位也越来越重要。通过对我国煤矿井下开采技术现状的分析，探讨发展的对策及加快推进煤炭科学采煤技术进步措施，促进煤炭工业走向新型工业化、现代化、自动化道路，实现煤炭工业持续健康发展，促使我国煤矿井下开采技术也不断提高和发展。

关键词：煤矿；井下开采；技术；探讨

一、煤矿井下开采技术现状

1.采煤方法与工艺。

采煤方法与工艺的不断完善是采矿发展的主题，采煤工艺的发展带动了煤炭开采各环节的变革。由于长壁式开采是一种最经济的井下采煤方法，目前长壁式采煤法在全球井下开采中普遍应用，占据了核心地位。

长壁采煤工艺中，针对缓倾斜、倾斜煤层，目前采用的采煤方法与工艺有缓倾斜薄煤层及中厚煤层长壁式综采、缓倾斜厚煤层倾斜分层长壁式综采、缓倾斜厚煤层一次采全高长壁式综采、缓倾斜厚煤层放顶煤长壁式综采等。

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。我国长壁式采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤方法的应用在不断扩展，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，提高煤矿开采机械化水平。

2.技术装备。

煤炭工业技术装备总体趋势是根据煤炭开采条件，以高产高效、减人增效、安全可靠为目的，向大型化、集约化、自动控制化方向发展。主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的采煤机、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。进一步完善支架结构及强度，加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小薄煤层、厚煤层与中厚煤层高产高效指标的差距，进一步加强顶板管理，完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机综合参数的监测；带式输送机、刮板输送机的状态监控。

3.采场围岩控制技术。

国内大型煤矿采场多采用重型液压支架支护，巷道支护则以锚索、锚杆联合支护为主。中、小型煤矿回采面多采用单体液压支柱、金属支柱支护，巷道支护多以锚杆为主，砌碹、金属支架为辅。针对坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、大采高、大采深等不同条件的支护技术和材料也将不断推出。耐炮崩、轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆将陆续生产。监测仪表趋于直观、轻便、小型化。

4.优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术。

改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开采煤矿地质条件，开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采巷道布置与煤层地质条件的最优匹配。生产系统尽可能减化，同时实现综采与综掘同步发展，生产效率大幅提高的同时，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，集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘進率，多掘煤巷，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。

二、煤矿井工开采技术存在的问题

1.采煤技术水平仍然较低，技术装备较差，采煤机制造技术落后。与国外同行业相比，在机电一体化、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。

2.在采煤机械化系统，运输系统、采场围岩控制系统、巷道准备系统和辅助运输系统技术装备较差，功率及生产能力较小，机械化程度和工效普遍不高。

3.引进消化国外先进设备方面不够。在井下自救系统，避灾系统、个人防护装备水平仍然很低，对瓦斯等重大灾害预测预报的仪器、仪表还不能完全达到要求，对安全事故的防治技术及装备不能充分有效防治灾害或最大限度减轻灾害。

4.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。目前我国煤矿在“一通三防”，防治水、矿井深部地压、冲击地压、高温害和支护等方面存在许多技术难题，严重威胁着煤矿安全生产，这些涉及行业技术发展的共性、基础性和前瞻性的重大科技工作课题，国家支持范围和力度与过去相比大大减少。重点煤炭企业下放后，单个企业和科研院受经济实力限制，难以开展技术攻关。煤炭地下气化技术和煤炭地下浆化（液化）技术受经济成本等因素影响未能有效推广应用。

三、采煤技术的合理选择

依据我国有关煤矿开采的法律法规，煤矿开采需保障安全性。但是，有些小型矿井只考虑采煤工艺的经济性，而不注重其安全性，造成顶板冒落、瓦斯等事故。井下采煤技术需在安全性的基础上，再考虑其的经济性和回采率，并根据各地方煤矿的特点来采取合理的井下采煤技术。

1.综合性机械化采煤技术的适用情况

综合性机械化采煤技术虽然设备价格较高，但是生产量也高，同时其工作的效率高、人的劳动强度较小和安全性也较高。只有在操作水平和管理水平较高、煤层条件较好的情况下较适用于综合性机械化采煤技术。

2.高档普采工艺井下采煤技术适用的情况

相对综合性机械化采煤技术，普采技术具有设备价格较低的优点，较适用于地质构造较发育的工作面（该工作面的推进距离短，形状不规则且面积较小）的情况下。

3.爆破采煤技术适用的情况

因为炮采技术所用的设备成本低和易生产、管理等特点，适用于地质条件较复杂的情况，但是其生产量较低，且工作效率较低。根据我国的技术政策，凡条件不适于机采的煤层，可采用炮采工艺。

4.水力采煤技术适用的情况

当前水力采煤法的主要适用条件为：煤层厚1～8m，倾角超过6°～8°，顶底板较好、瓦斯不大的软或中硬煤层。在上述条件下水采的效果优于传统采煤方法。

四、煤矿井工开采技术发展

煤矿提倡高产高效，以提高工作面集中化生产为核心，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，生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种煤层赋存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。

加快实施“科技兴煤”战略。建立科技攻关资金渠道，争取每年从科技部或国家发展改革委安全技术改造专项资金中列支一部分，作为引导资金，在国家煤矿安全监察局的领导下，组织煤炭企业、科研机构、大专院校和有关单位开展开采技术、安全领域基础性技术研究和科技攻关。

五、结语

煤矿开采中井下采煤技术的四种技术各具有各的优缺点，具体情况具体分析，根据煤质的不同情况和环境，合理选择适用的采煤技术。通过分析我国采煤技术的发展状况及我国现有的煤矿开采中井下采煤技术，合理选择井下采煤技术，并在保障井下煤矿开采安全的前提下，这样才能达到促进我国煤矿开采事业的发展、利保与高效益兼收的目的。

参考文献

[1]李小惠.我国煤矿充填开采技术现状与发展[J].煤炭工程，201O年02期.

[2]王卫东，彭小林.亭南矿井采煤方法之浅见[J].陕西煤炭技术，1998，（2）.