摘要：我国是煤炭的生产与消费的大国，国内煤炭资源的储量居世界首位。随着我国经济不断的发展，我国煤炭生产过程的各种问题逐渐显现出来。如何在煤矿开采的过程中，对现有开采技术进行改进，并且利用先选的开采设备与技术，提高煤矿生产的效率，解决以往开采过程中的问题，避免浪费，促进开采工作的效果，已经成为了煤矿开采技术改革中的重要内容。本文对我国我国井工煤矿开采技术现状和发展进行了分析和探讨。
关键词：煤矿；开采技术；井下作业；发展
一、井工煤矿开采技术现状分析
由于井工煤矿开采多为地下作业，故易受到通风不畅、地热作用、矿山压力、地下水涌入以及矿尘、瓦斯等一系列不利因素的困扰，这无疑对其开采技术和工艺方法提出了更为严苛的要求。当下井工煤矿中常见的开采技术包括：
1.1三下开采技术
简而言之，三下开采技术是依托合理的数值模拟和计算与材料模拟技术，对开采煤矿的上覆岩层变化情况和地表沉陷内在规律进行深入研究，以期获取满足建筑物、地表和地下水开采要求的优化参数，在此基础上根据实际情况，采取合适的采空区填充、加固重建、沉降控制等关键技术，确保地表、建筑物、地下水体等免受破坏，同时又能安全、高效、经济的将煤矿资源开采出来，以此彰显煤矿开采的合理性和资源回收的可靠性。
1.2深矿井开采技术
由于井工煤矿矿井深度会因开采时间的推移而逐渐加大，如此一来，便会受到深井通风、冲击地压、矿山压力、瓦斯气体等多方因素的共同作用，故为实现安全生产，顺利开采，则必须借助合适的开采技术。具体可以先准确勘查深矿井应力场分布和围岩状态等主要参数，并予以详细记录，同时加强作业环境动态监控，特别是矿尘、瓦斯等危害性物质成分和含量，然后经冲击矿压显现模拟和计算，确定最佳的开采方案和技术工艺，以此降低作业风险，提高开采效率。
1.3巷道布置优化技术
遵循少做岩巷、多做煤巷这一布巷原则，既利于矿井开拓，也有助于矸石排放量的减少，如全煤巷开采工艺，即除了将一定的车场硐室设在稳定岩层中外，其余巷道开拓均处于煤层中，虽然可实现清洁生产，且造价低、投产快，但需要足够的巷道支护；针对多煤种、多煤层条件，往往要求注重煤层开采流程的优化和开采工艺的搭配，以便有效控制高硫高灰煤层的开采比重，降低原煤排矸量和总灰分；若为单一煤层，可通过工作面参数优化和集中回采实现岩巷掘进率和出矸率的降低。
1.4节能减排开采技术
为实现井工煤矿的清洁开采，也需要一定的技术支持，如针对瓦斯气体，可事先进行抽放以确保生产安全；针对粉尘，可借助高压水或高压喷雾完成切割降尘，声波雾化、泡沫除尘等方法也较为常用；针对采煤污水的处理，往往借助分类排放或地层过滤方法加以改善。此外，地下气化作为一种绿色开采工艺，可通过能源燃烧的直接、高效控制提升煤矿开采效率和质量，但还有待进一步研究。
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二、我国煤矿开采技术的发展展望
2.1深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。
2.2“三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化化参数，发展沉降控制理论和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备，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。
2.3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，研究开发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、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
2.4煤炭地下气化技术
煤炭地下气化技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法，它属国际首创。煤炭地下气化技术具有投资少、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低、效益好等优点，尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、“三下”压煤严重的具体国情，具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井式气化”两种典型煤炭地下气化工艺，进行较大规模的地下气化试验研究，摸索实现“两个控制、三个稳定”的技术途径，并实现连续、稳定生产探索应用的途径。
2.5小煤矿技术改造和机械化开采技术
我国政府及其相关部门一点要严厉排查煤炭开采小作坊，并强行要求关闭。而对于生产技术落后的小型企业给他们两种选择：要么关闭生产活动，要么对企业进行改造升级，实现机械化生产和开采，并提高小煤矿的顶底板控制技术水平，最大限度地减少顶底板事故率以及污染率。
2.6井工煤矿开采技术的发展趋势
2.6.1研发煤矿集约高效化开采技术
据相关数据统计，虽然近年来我国关闭了许多规模不大、产能不好的煤矿、煤窑，现存的各大煤矿企业的单产量都很高，但是还是存在因为技术不能共享、采煤工艺差异、地质差异而形成总产量不高且不能达到市场对煤炭需求的最低目标。因此，开发集约化高效生产模式、创新可靠性高、集中度高的开采技术，同时将生产集中化和工作面单产作为井工煤矿开采技术和开采模式的核心，将会对多样化发展的采矿行业现状起到缓解、促进的作用。这就需要优化开采的规模布置设计、简化生产系统流程，选用简便、高效、安全的采矿工艺，改善现有的作业机械化设备，提高其功能设施，建立起成套的开采、监督、效能的集约化高效生产技术和体系。
2.6.2特殊煤矿开采技术的合理优化
面对深海开采、大陆架开采、深井开采的煤矿作业形势，合理优化特殊采矿技术对缓解开采的严峻形势和技术攻坚有着积极的意义。例如，运用离层注浆技术来避免井工作业中地面坍塌等问题；采用条带开采的方式来避免地表移动的情境；煤炭地下气化的推进，是可燃气体与煤炭开采双管齐下的开采模式，可以和煤炭生产形成两道互为屏障的稳定性强、连续性高的生产主力；对井下巷道的布置进行优化设计，将对煤炭的清洁生产、低成本运营有着重要的作用。其中井工巷道的布置，要坚持“稍作岩巷、多做煤巷”的理念原则，在总量上减少或避免矿井矸石排放量，从煤层中开巷将会减少矿井的投入成本，会收获快速的经济效益。
结束语：
煤矿的存在与开发对于一个国家来说，其价值与意义不仅仅是用经济发展的速度和社会进步来衡量的，更是社会稳定、对外竞争综合实力的具体表现形式之一。因此，煤矿开采中，技术的发展和提高是由复杂多样化的地质条件、储量分布、科学技术研发等因素决定的。因此，煤矿企业应优化设计开采图纸设计，积极推进清洁生产的理念和相关技术，这样能够推动开采技术向智能化、自动化方向发展。
参考文献：
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[2]雷毅.我国井工煤矿智能化开发技术现状及发展.煤矿开采，2017，22（02）：1-4.
[3]马会全.我国井工煤矿开采技术现状和发展展望.内蒙古煤炭经济，2017，（07）：51-52+66.
论文作者:王建廷
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/3
标签：技术论文; 煤矿论文; 矿井论文; 煤炭论文; 巷道论文; 煤层论文; 地下论文; 《防护工程》2019年第4期论文;