煤矿采煤技术优化及适用条件探究

杨洋

摘要：在煤矿行业发展过程中，采煤工艺的进步非常关键，采煤工艺由最初的炮采工艺发展到现在的综采工艺。随着中国煤炭进入到产能过剩时期，煤矿企业开始节约成本。为此，需要对现有的采煤工艺进行优化。通过分析现有采煤工艺存在的问题，探讨了采煤工艺的优化原则和优化方法。

关键词：采煤技术;优化措施;适用条件

科学的开采技术不但能够使资源回收率大大提高，还能有效提升煤矿企业的经济效益并将煤矿采煤环境恶劣的问题有效解决。在采煤期间应当根据实际的环境状况仔细考察地质，将技术型难题解决后有针对性的选用合适的采煤工艺，才能确保采煤技术应用的有效性。

1 采煤技术工艺存在的问题分析

1.1 采煤技术水平总体分布不均匀

不同区域的采煤企业其技术水平存在一定的不均匀性，较发达区域的煤矿企业采煤技术水平较高，煤矿开采的安全性及质量与传统采煤技术相比有着显著的优越性。但一些经济发展比较缓慢的区域，在煤矿开采过程中还存在技术手段过于陈旧的问题，开采设备落后，加上资金不足等因素影响，很多煤矿企业没有进行采煤技术的及时更新，在日常管理中也未做好采煤设备的养护管理工作，导致采煤系统的作用难以有效发挥，还有可能导致一系列开采安全问题的发生。

1.2 煤矿采煤技术水平较低

一些中小型煤矿在采煤技术的应用中受当地经济发展水平及自身条件等因素的影响，采煤设备简陋，采煤技术水平相对比较低，限制了煤矿企业自身的发展。很多企业没有可持续发展的理念，在开采过程中没有实现对可回收资源的回收管理，对于煤矿采煤技术的优化工作重视力度不足，也就不愿将精力放在煤矿采煤技术的改革与创新上，影响到煤矿采煤技术的发展。

1.3 生产效率低下

随着近年来自动化技术的迅速发展，煤矿采煤技术水平得到了显著提升。但在煤矿开采工作中还要对地质条件、气候等因素进行综合考虑，采煤技术一旦选择不合理，会导致部分设备的作用难以充分发挥。此外在机械化生产过程中，一些开采设备还会出现一定程度的磨损，对煤矿开采效果也会产生比较大的影响。

2 采煤工艺优化原则和优化方法

2.1 采煤工艺的优化原则

从大量的实践中发现，在优化采煤工艺时需要遵循以下几个原则：a） 保证生产的安全性。在煤矿开采活动中，安全问题应该处在首位，在优化采煤工艺时必须在最大程度上保证人的生命安全，不要为了开采的经济效益而牺牲了安全。b） 经济效益最大化。煤矿企业的经济效益应该是采煤工艺优化的重点内容，在保证安全的前提下，在最大程度上降低煤矿开采成本和提升生产效率，从而保证经济效益。c） 节约煤炭资源。煤炭资源是一种不可再生能源，在回采时要尽可能地提高采出率，避免产生较严重的资源浪费。为了实现这三条原则，要提升采煤工艺水平，同时要提高煤矿的管理水平。

2.2 采煤工艺的优化方法

（1）地面技术

煤矿采煤期间所使用的地面技术是为了对采煤过程中可能出现的地质灾害进行有效控制，需要对危岩地面和建筑物给予有效的保护措施。使用该项技术时，应先仔细分析煤矿矿区的实际地质状况，将可靠的参考数据提供给技术应用。煤矿采掘期间矿区的建筑物极容易受到倾斜墙壁塌落和走向等问题的影响，而各种损害严重时甚至会出现滑坡和危岩崩塌情况，因此使用地面技术采煤时一定要严格按照矿区建筑构造的特点给予有效的保护措施。如果建筑物存在明显的风化裂缝，砖混构造的危岩长时间裸露在外，可以将圈梁或柱加设构造在顶底。注意使用该技术时不能制约对采煤工作的开展，施工人员为了计算岩体重量并将岩体范围明确需要使用预应力锚固技术，危岩裂缝则可借助混凝土灌浆处理，这样可防止片岩和碎石滚落的状况在煤矿采掘期间出现，能够有效的提升采煤工作的安全性。

（2）条带开采

由于条带开采在煤矿作业中较为特殊，因此一定要明确其设计原则，一是开采完各层煤炭后为了有效避免土地变形和移动情况出现，应当确保遗留的条带柱拥有足够的强度和稳定性支撑覆岩层。二是为了确保土地表层的下沉不会出现波浪状情况并且沉降出现时是单一平缓的下沉，条带的尺寸和宽度一定要合理的设计。另外还要采用科学的开采方法，第一条开采完后留下相邻的第二条，然后开采第三条将第四条留下，按照这个顺序依次进行。总之为了避免地表发生移动或变形状况，覆岩由留下的部分负责支撑，虽然这种开采方式能够确保煤矿作业的安全，但无法获取最高的煤炭能源回收率。

另外条带开采过程中一定要确定采出留宽，将采出宽度明确后进行严格的模拟实验。通常应将采出宽度控制在煤层宽度1/8～1/4范围内，然后将保留条带确定。注意应当根据工作经验和矿区的实际状况组织专业人员认真研讨，而不能盲目的计算获取相关数据，最后科学确定保留条带。煤矿企业可以积极借鉴国外先进的条带开采法，将开采和保留的宽度记作A与B，开采宽度一旦出现变化则土地的下沉带也会随之出现变化，因此只有对A的数值认真计算才能确保开采地保持稳定，使用这种开采方式还要保护好煤矿区范围的土壤。

（3）离层注浆技术

通过离层注浆技术的应用，可以取得良好的地面沉降控制效果，避免覆巖下沉所导致的开采问题。在离层注浆技术应用过程中，可直接在采空区上方覆岩离层进行高温浆液注射，使煤矿开采的稳定性进一步提高。在传统煤层填充技术中，需要技术人员在煤矿井下开展注浆工作，操作难度大，安全性低。通过离层注浆技术的应用，能直接在井上完成各项注浆作业，对于矿井下各项开采工作也能起到良好的保障作用。此外离层注浆技术对于相关设备的要求不高，具备操作简便的应用优势。该采煤技术的应用，能提高煤矿开采的经济收益及运行安全性，值得在矿区内进行广泛应用与推广。

3.结语

煤矿行业对国民经济的发展起着极为重要的作用，作为不可再生资源的煤炭如果无法使用科学的开采技术则会浪费大量资源。为了加强煤炭企业的竞争力并提高煤矿开采的效率和质量，一定要对煤炭开采技术不断优化和完善，不断深化研究采煤工艺并使用新型的设备，促进煤矿产业实现可持续发展。

参考文献：

[1]张会宾，李连祥.煤矿采煤方法和采煤技术的选择剖析[J].当代化工研究，2021（16）：51-52.

[2]周兴邦.煤矿采煤工艺技术优化研究[J].内蒙古石油化工，2020，46（12）：100-101.