关键词：煤矿开采；技术；采掘工艺
引言
煤矿开采是在岩层巷道中进行的，矿山压力异常时很容易引发安全事故。相较于其他事故，顶板事故发生的次数最多。经大量统计发现，掘进工作面发生顶板事故的概率要远高于其他地方。这是由于在掘进时，工作面前方的岩层具有不确定性，很难采取有效措施预防事故的发生。
1煤矿开采现状分析
综合机械化是煤矿发展的目标，但中国矿井的机械化程度存在一定的差异性。中国的煤矿按照主管单位可分为乡镇煤矿、地方煤矿和国有煤矿。主管单位的差异导致煤矿建设方面存在着一定的差异，主要体现在开采技术水平方面。大多数情况下，乡镇煤矿的生产规模较小，只有几万吨或几十万吨，机械化水平较低，工人劳动强度大。造成这种差异的主要原因是地方煤矿和乡镇煤矿缺少必要的资金投入。国有煤矿综合机械化水平在90%以上，而地方煤矿和乡镇煤矿只有60%～70%，存在显著差别。这就导致了地方煤矿和乡镇煤矿的生产效率较低，安全问题突出。国有煤矿的生产规范比地方煤矿和乡镇煤矿的生产规范更加严格，安全性得到保障，大大降低了事故发生的可能性。为了促进地方经济的发展，很难关闭一些地方煤矿和乡镇煤矿，这就导致了还会有相当长一段时间乡镇煤矿、地方煤矿及国有煤矿并存。政府部门也在努力改变这种现状，为煤矿生产创造一个好的环境。
2煤矿井在开采所需要的各种事项
首先，针对那些已经无法满足当前需要的开采设备，需及时淘汰，或给予升级、优化。现阶段，我国部分煤矿仍然运用的是那些已经落伍的开采设备，一些煤矿企业较少将资金用于采购先进的煤矿井下开采设备，此情况会煤矿井下开采效率与质量提升，会造成不利影响。另外，煤炭企业在监管煤矿井下开采设备方面，存在力度不足的情况，不能高效使用开采设备，易造成开采质量与效率的降低。因此，需要积极增加开采设备的投入，多引进一些实用且高效的开采设备，合理使用，提高其开采效率。其次，缺乏统一规划与标准。在作业之前，井下作业人员需要做好井下地质勘测工作，确保各项数据的准确、全面，且以此为依据，为更好的开展井下开采作业提供依据与支撑。
3开采技术条件
3.1瓦斯、煤尘
瓦斯等级在各矿井内变化较大，煤矿经实际生产中测得的瓦斯含量为0．15%，沼气含量为0．05%，瓦斯相对涌出量为0.02m3/t，属于低瓦斯矿井，但随着采深度的增加瓦斯含量将有所加大，因而，应加强瓦斯监测，注意瓦斯浓度的变化，尤其是在遇到小断层或钻孔时，应引起重视，提前采取防护措施，确保安全生产。
3.2煤层顶底板
新建矿区开采的煤层，结构单一，发育稳定，厚度在0．43～1．12m，平均厚度0．78m，为黑色条带状或复杂条带状间夹亮煤或半镜煤的煤层结构，致密质脆，节理发育。
4煤矿开采技术
4.1大采高采煤技术
如何提高厚煤层开采效率，是中国煤矿开采研究的重点内容之一。过去厚煤层的开采多是通过分层开采实现的，分层开采不仅工艺比较复杂，而且会面临较多的问题。主要问题有：分层开采时巷道容易受到重复采动的影响，带来严重的支护问题；在开采上分层时需要铺设金属网，再造煤层顶板，若在开采下分层时直接顶尚未胶结好，则开采时容易发生冒顶事故；分层开采时为了保证顶板的完整性，需要预留一定的顶煤；分层开采时工作面需要频繁搬家，需要大量的搬家费用。
4.2充填采煤技术
煤矿井下开采引起的环境问题之一就是煤层上覆岩层发生运动、破坏。如何减少煤层开采引起的岩层运动，是采矿工程界所要处理的关键问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据开采沉陷理论，只有煤层开采到一定距离时岩层运动才会传递到地表。因此，人们采用了充填采煤技术来解决开采引起的沉陷问题。充填采煤技术的核心在于用一定强度的固体物质充填煤层开采所遗留的采空区，以支撑上覆岩层，减缓岩层移动。
5当前煤矿采掘中的采矿工艺及方法
5.1采煤工艺
由于煤矿煤层倾角在15°～25°，因而，采用走向长壁后退式采煤方法，一次采全高，煤电钻打眼，爆破落煤，工作面运输采用人工攉煤，搪瓷溜子滑下，人工装车，平巷人力推车至片盘车场，主井绞车提升到地面。工作面采用木架支护，二三排控顶，最大控顶距为2．4m，全部垮落法管理顶板。
5.2掘进工作面超前支护
对于一些赋存条件较好的煤层，在掘进时按照常规支护方式掘进工作面超前支护即可。作业时需考虑两方面内容：支护的速度及安全性、支护的经济性。支护的安全性要求支护性能满足巷道使用要求，具有较长时间的稳定性，减少冒顶事故的发生。具体指标就是支护所采用的杆件能发挥其作用，例如锚杆能有效地对岩层进行加固和锚固，锚杆或锚索的长度符合实际需要。
5.3地质构造区加强支护
对于一些地质构造，可通过地质勘探获得相关信息，而对于煤层厚度变化大、赋存不稳定的区域很难通过勘探获得相关信息。这就要求在通过煤层变化不稳定的区域时，注意煤层顶板的完整性，选择合适的方式进行掘进，既要有利于巷道成型，又要使巷道顶板尽量都是完整的岩石，以免发生冒顶事故。对于一些煤层顶板比较破碎的情况，需通过铺设金属网对顶板进行支护，防止碎石掉落引发安全事故。这就要求支护时根据顶板岩层的完整性选择合适的支护方式。
5.4刨煤机采煤法
这项采掘技术通过对刨煤机的充分利用可以在一定程度上提升煤炭资源采掘工作的质量与效率，从而有效增加煤炭的产量，促进煤炭开采行业的创新发展与转型升级。与传统的人工采煤技术或是普通机械采煤相比，刨煤机本身具有很强的智能性与可控制性，它可以极大的解放人力资源，从而通过远程控制来指挥刨煤机进行煤矿采掘工作，有效的提升了煤矿采掘的效率，有利于煤矿采掘技术的发展创新与不断完善。此外，还可以在一定程度上节约人力成本，为煤矿企业创造更大的利润空间。同时，刨煤机的推广与应用还可以提升煤矿采掘的安全性，减少煤矿采掘人员伤害与人身财产损害，更有利于促进煤炭行业的发展进步。
5.5炮采放顶煤法
炮顶放采煤法也是针对特殊的煤矿采掘环境而开发出来的特殊采掘技术。这种煤矿采掘技术主要是应用于煤层厚度大于5m的煤矿环境中，这项技术是为了应对过厚的煤层而开发和研究出来的。在这项煤矿采掘技术中最重要的是对移动支架的使用与融入，通过可移动的液压支架，极大的提升了机械设备的便捷性与可操作性。使这种煤矿采掘技术可以在极大程度上提升煤矿采掘的质量与效率，有效降低煤矿企业的开采成本，为煤矿企业创造更大的利润空间，从而不断促进煤炭开采领域的创新发展与转型升级。
结束语
保证煤炭的开采量对于中国经济发展具有重要的意义。随着社会的进步和技术的发展，人们对煤炭开采的要求也在提高，要求关注煤矿开采带来的一些问题，并做出相应的技术革新。现代化煤矿开采技术的研究需要注意提升煤矿生产的机械化水平，注重环保的绿色开采技术。
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论文作者:卫孟卓
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
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