浅析复杂地质条件下井下采煤技术

＊贾进元

（晋能控股煤业集团地煤公司姜家湾煤矿 山西 037000）

随着我国经济的发展以及社会的进步，煤炭作为能源结构中的重要组成部分，不仅对国民经济的发展有着积极的促进作用，还能促进我国工业现代化转型以及国际地位的提高。煤炭作为我国主要的能源之一，提高其开采效率有着重要的意义。但是，就井下煤矿开采的环境而言，不仅地质条件复杂，而且开采难度较大。因此，对于复杂的地质条件，更需要采取不同的井下采煤技术，这对改变矿井技术面貌有着积极的作用。

1.急倾斜煤层

在地下煤层中，地质条件较差的类型之一就是急倾斜煤层，它的中间会存在许多断层，并且煤层厚度变化范围较大。因此，在地下煤的开采过程中就会遇到诸多困难，甚至还会影响到开采的效率。在整个开采过程中，也会消耗大量的人力物力资源，从而提高生产成本。对于急倾斜煤层地下条件的情况进行分析，不仅开采难度较大，并且开采效率较低。因此，当前开采急倾斜煤层的大多为中小型的矿井，在布置开采计划时也需要综合考虑多种因素。从这一点上看，也可以说明这种煤层的复杂程度较高、开采效率较低。也就是说，地下煤层地质条件的复杂程度也在很大情况上说明在开采手段和方法的选择上要多重视成本投入。而对于复杂的地质条件而言，更需要根据地质条件的复杂程度采取更加科学、合理的煤层开采技术进行施工，以此来有效提高开采水平。基于上述情况，在对急倾斜煤层进行开采时，需要从以下几部分出发：首先，需要根据开采区的特点和环境要求进行区域合理划分，通过这一途径就可以对开采区进行合理的分配，进而提高急倾斜煤层整体的开采效率；其次，还需要根据具体开采团队的设备以及工艺选择现状进行地下煤层的开采整体规划安排，从而进一步对回采的工艺进行优化和改善，提高整体生产的效率。不仅如此，还需要从开采程序以及开采设备整体机械化方向出发，大幅度提高煤层的开采水平。通过这一措施还可以对煤矿的开采工艺系统以及开采技术进行有效提高，以提高单产水平来带动整体井下煤层的开采能力。

2.无保护突出煤层

当前，我国在开采的煤矿中大多都是无保护层突出煤层，并且这也是当前煤矿开采的主要形式。顾名思义，这种煤矿层由于缺少保护层的存在，那么就会在很大程度上增加煤矿具体开采过程中的危险性和难度。不仅如此，由于时间的积累，无保护层突出煤层还会因为地下结构的变化而相应发生变化，甚至出现井下煤层保护层消失以及随地下层变动而发生移动。在这种地质环境下进行煤矿开采工作，就需要充分重视起地下煤层的保护层是否存在突出的情况。如果煤层缺少保护层，那么井下煤矿在开采过程中难度也会相应加大。如果在开采计划不够完善的情况下着急施工，那么就很容易发生安全事故，不仅会影响到开采整体进度，甚至还会给相关工作人员带来生命安全危险。在对这种类型的地质环境煤矿开采过程中，也需要进行开采区域的划分，通过合理的开采区分配，也可以有效提高开采效率。不仅如此，通过合理的规划还可以帮助施工团队对可能存在的安全隐患进行规避。另外，在整个煤矿开采过程中，还可以使用现代化的机械设施对地下矿井壁形成支撑和缓冲的效果。

3.复杂地质条件下井下采煤技术难点分析

(1)风险较大

对于越复杂的地质条件环境来说，井下采煤的地质条件更为恶劣。因此，在开采的时间长度、相关维护措施选择上也更加复杂。并且，还需要对这一部分的内容进行充分地了解，这样才可以达到有效避免安全事故出现的目的。除此之外，还可以避免出现井下断层的问题，导致开采工作的整体安全性降低。因此，在面对复杂地质条件时，更加需要避免盲目开采，这不仅会影响到开采效率，甚至还会带来一系列麻烦。随着我国煤矿开采范围以及深度的增加，很多煤矿都会选择在原有开采范围基础上进行深层挖掘。但是，这种开采手段很容易对原有的煤层结构形成破坏，那么井下围岩所受到的压力也会逐渐增大，甚至会给之后的开采工作带来威胁。因此，就需要重点关注这一问题。

(2)变形程度较大

由于煤矿地质条件自身存在的复杂性，因此在对煤炭进行开采的过程中就需要特别重视施工的手段和所采取的技术，如果使用不慎就很可能会出现矿井土质疏松的情况，那么巷道原有的形状在保存上就会存在困难，严重时还会存在巷道底部以及顶部出现收缩的情况，那么就会对施工工作的顺利进行产生不良的影响。如果变形特别严重，那么就很可能在后续施工过程中出现安全事故，造成人员伤亡。

(3)半煤巷施工危险性大

由于煤矿生产本身所具有的复杂性，因此在开采过程中经常会出现断层的现象。尤其是开采较薄的煤层时，在巷道掘进过程中大多会使用掘进支护的技术，在这其中，半煤巷是最重要的部分。因此，在对这一部分巷道进行施工时，在选择掘进技术上需要更加谨慎，并且还要选择合适的掘进设备，以此来有效提高开采效率。如果不能确保使用的掘进技术以及设备符合要求，那么就会对之后矿区的开采工作产生不良的影响，甚至也无法确保开采的安全性。

(4)落后的技术和设备

相较于发达国家而言，我国的煤炭开采技术较为落后，还存在很长的发展空间。而造成这一落后的原因主要包含以下两个方面：首先，我国煤炭开采技术水平较低，并且在对设备进行研发过程中投入不够多，因此也缺乏相应的研发资金以及专业人员；其次，就是缺乏足够的先进设备，这类设备购买时成本较高，因此很多煤矿企业承担不起就会选择传统的设备，这样不仅会影响到工作效率，甚至还会造成环境污染。因此，煤矿企业需要在选择开采设备以及技术上多加重视。除此之外，还需要根据复杂的采煤地质条件具体情况出发，避免因设备选择不当或者是施工技术选择不当而造成施工困难或者安全隐患的可能性。具体情况如下表1所示：

表1 复杂地质条件下井下采煤技术难点分析

4.复杂地质条件下煤矿掘进支护的关键技术分析

(1)综掘机的选择

对于复杂的地质条件来说，更加需要采取合适的煤矿掘进支护技术进行施工。但是，要想做好这项工作，就需要重点从以下几个角度出发。首先，在选择综掘机时，还需要充分考虑到对工程效率的影响，主要从三个角度进行分析：第一，综掘机的结构上要符合要求；第二，综掘机的体积要符合施工现场的要求，确保施工顺利进行；第三，需要根据矿井的具体情况进行分析，还要从煤岩的强度、断面率等多个角度进行综合考量。之后，还需要对购买综掘机的价格进行分析。当选择好合适的设备，才可以确保工作的顺利进行。

(2)合理选择综掘机的型号

在对综掘机的型号进行选择的过程中，也要从以下几个方面综合考虑：首先，需要考虑巷道的断面情况是否和设备的使用标准所符合；其次，还需要查看设备的截割强度是否可以达到标准；再次，对于设备的生产效率和实际煤矿开采的实际要求是否保持一致；然后，设备的配件在发生问题时能否及时更换；最后，当设备出现问题时，维修周期是否具有保障，可否控制在一定范围内。在选择型号过程中，需要多方面进行分析。

(3)合理应用临时支护技术

在利用综掘机进行煤矿开采工作的过程中，在支护技术的选择上需要多加重视，不仅需要确保选择的科学性和合理性，还需要根据工程的实际需要选择支护技术。除此之外，对于综掘机液压系统来说，需要根据液压系统所体现出的相关性来确保支护方式可以达到要求。并且，还可以在提高施工效率的同时，减轻工作人员的工作量，确保整个施工过程的安全性。如下表2所示：

表2 复杂地质条件下煤矿掘进支护的关键技术分析

5.结束语

综上所述，对于煤矿的不同开采场地来说，每一个矿区的地质条件都存在差别，并且矿井的煤层特征也有着明显的区别。因此，就需要针对地质条件的不同，选择出更加适合的开采技术。除此之外，这一措施还可以促进采煤方法的不断完善和发展，有效提高井下煤矿开采的经济效益。因此，在具体采煤工艺选择过程中，还需要选择具有高产、高效、安全性高且回采率高等特点的技术，从而对工艺系统和开采技术方法研究起到完善效果。