摘要：煤炭资源是人民生活中不可或缺的资源，也是促进中国经济发展的资源。煤矿井下采矿中，由于开采环境恶劣而且会存在地质不稳定的现象，就会导致煤矿井下采矿技术应用中存在各种问题。这就需要煤矿企业在开采工作中应用采矿技术的同时，面对各种问题采取相应的优化措施，以降低安全事故的发生率。本论文针对煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施特点展开研究。
关键词：煤矿井下；采矿技术；问题及优化措施
煤矿井下开采中会存在诸多的安全因素，直接威胁到采矿矿工的人身安全，对煤矿开采单位也会造成一定的经济损失。煤矿井下开采过程中，风险性是非常大的。要提高开采安全系数，就要在采矿技术上不断创新，开采设备的功能要充分发挥出来，并实施相应的技术管理，使煤矿企业的经济效益有所为提升。
1 井下采矿技术
1. 1 深矿井开采技术
随着现代煤矿开采技术的快速发展，深部开采已经较常见，不少煤矿开采深度已达 1000m，深井开采技术与一般采煤技术相比，要求更高，技术更严格，但因深井开采情况较复杂，在煤矿开采过程中，缺乏较统一的、完整的技术方法，要提高煤矿井下开采的高效性与安全性，还应综合分析矿井周围地质结构存在的差异性。井下煤矿开采时，需结合矿井本身产生的压强与地压产生冲击等因素，在矿井的通风、降温方面，需对通风系统进行科学改造，不断扩大深矿井内部风量，以达到内部降温的目的。若要进一步预防瓦斯爆炸，不仅要增大风量，还可在井下煤矿开采过程中向煤层注入一定量水分，适量采掘内部解放层，破坏掉瓦斯本有的性质，确保其应力处于安全范围中。目前，我国深矿井开采技术还有一定缺陷，需不断完善，并在煤矿开采时，不断摸索出的、发现的地质原理、地质结构等，为今后深矿井开采提出更多理论依据，更利于技术的研发与改进，可确保深矿井资源的进一步开发。
1. 2 井下采矿机械化技术
井下煤矿开采方法的改进与创新在煤矿开采中意义重大。现代煤矿开采的主要目标是高效、高产、安全等，那么即可将现代科学技术与井下煤矿开采技术相结合，进而实现采煤技术的多样化多层次化，建构符合我国市场的，有一定特色的煤矿开采方法与技术。现今，我国已涉及到的井下煤矿机械化开采技术有浅埋深、硬煤层高产高效采煤成套技术、缓倾斜薄煤层长壁开采技术等。此外，要确保煤顶在一定距离跨落，即从某一程度上确保了整个煤矿开采施工中的安全性。针对顶煤冒性较差的，还需利用综放开采设备成套技术，来完成破碎顶煤开展的目的，并安全置放顶煤。
1. 3 地下气化技术
煤矿地下气化技术主要是通过有效控制煤矿燃烧汇总过程中产生的热化学作用，确保燃烧过程中在有控制的过程中进行，最终实现煤矿地下气化。此技术属于国际首创特殊性采矿技术，本身有 “见效快、投资少、效率高、效益好、成本低”等特点，尤其适合地质条件差，劣质煤矿比例偏高的 “三下”煤矿开采。根据渭北地区煤层赋存条件，此项技术在渭北今后的煤矿开采过程中应重点推广。
2 影响井下采矿技术的主要因素
2. 1 地质因素
2. 1. 1 受煤层强度影响
不少文献资料表明，煤矿顶煤冒放性与煤矿开采深度之间关系紧密，需根据井下煤矿开采实际经验与相关理论进行计算，最终找出煤矿开采深度与顶煤冒放性二者之间关系，这也是煤矿企业煤矿开采过程中选择适宜的煤矿井下生产技术与采矿方法的依据。
2. 1. 2 受煤层结构影响
采矿时的煤层结构与采矿生产技术以及采矿方法的选择关系紧密，也可以说煤层结构直接影响采矿生产技术与采矿方法的选择。因为煤层内部夹杂着相当坚硬的岩石，在顶煤中发挥了骨架作用，影响着顶煤冒放性。受这些坚硬岩石的影响，增加了顶煤降落困难性。那么陕西渭南地区煤矿开采过程中采矿技术与方法的选择时，还应综合分析煤层结构内有无岩石，以及岩石在整个顶煤冒放性中的影响性。
2. 1. 3 受煤层强度影响
不少 “井下煤矿”开采的文献资料表明，陕西渭南地区煤矿采矿区煤层强度也直接影响了采矿生产技术与采矿方法，就整体煤层结构来看，煤层强度小，也会直接影响煤层抗压强度，还与煤层结构与裂隙发育情况关系紧密。
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2. 2 技术水平
虽然我国井下煤矿开采技术与过去相比，技术、设备均较先进，提高了煤矿开采效率，但我国煤矿开采技术还存在一些缺乏，需要改进。
2. 3 受经济因素影响
采矿装备也是影响井下煤矿开采的主要因素之一。现代科技的发展，离不开现今的机械化设备，但设备的购买、技术改进与研究需要投入大量资金，还需深入剖析煤矿采矿投入与产出情况，并根据最终分析结果来选择最佳开采技术与开采方法。
3 井下采矿技术存在的问题
现今，煤矿井下开采技术越来越先进，推动了煤矿业的全面发展，也井下采矿技术的应用也带来了一系列问题，主要包括:
3. 1 瓦斯事故
在现有的煤矿灾害性事故中，瓦斯事故的发生几率较高，事故较严重，最典型的事故即是瓦斯爆炸，瓦斯与煤炭是共生的，主要通过吸附的形式存在于煤层中，主要成分为甲烷。若瓦斯空气浓度在一定值时，遇明火后会爆炸，若将瓦斯直接排放至大气，产生的温室效应将可能是 CO 2 的 21 倍，导致生态环境遭受严重破坏。
3. 2 煤矿井下自燃发火
煤炭自燃的整个过程其实际就是煤体氧化放热与散热的矛盾发展过程，若发热大于散热，整个媒体热量积聚，温度持续上升，最终自燃。而媒体热量的产生主要为煤氧复合，常温下煤氧复合速度偏慢，而放热强度直接测定问题一直未得到解决，使得矿井火灾成为煤矿开采的主要灾害。我国大大小小的煤矿中出现过自然发火危险的矿井约占 47%，且事故大多出现在采空区附近。那么，进一步研究和分析井下煤矿开采中出现的自然发火规律，并采取可行措施，增强综采工作面生产安全性，可降低综采工作面防灭火费用，减少损失。
4 井下采矿技术优化措施
4. 1 强化矿井开采地热控制
井下煤矿开采过程中，会有瓦斯或地热出现，增加了井下煤矿开采安全隐患，还应给予矿井通风处理。矿井开采后，地热会随着煤矿开采温度持续升高，简单通风已无法让矿井热量下降至标准环境温度，还应在井下采矿区安装空调，以达到降温的效果。井下空调安装可分为分散与集中两种方式，集中式空调安装主要安装在地面或井底车场，这样更方便运输人员流动。分散式空调安装主要是采矿工作面与采矿作业区，更利于矿区开采。分散式空调虽然成本低廉，安装简单，但制冷温度较低，在煤矿开采过程中若长期使用，反而会增加运行
成本，在煤矿开采中的应用较少。现今，井下煤矿开采多使用集中式空调，不仅能够快速降低井下煤矿开采温度，还可通过非制冷空调措施，来实现增加风量、隔绝热源、改善通风系统等目标，以改善井下采矿时的高温、高湿环境。
4. 2 优化巷道布置
巷道布置也属于矿井设计常见问题，提升巷道布置质量能够增强煤矿生产效率，提高煤矿开采安全性，确保煤矿开采更集中合理。煤矿开采技术与方法的完善，对巷道布置提出了更高要求。科学合理的巷道布置能够提高煤矿开采速度，但巷道的优化还应与开采方法相匹配，提高通风性能，减少巷道掘进工程量。另外，在优化巷道布置的同时，还需将煤矿综合开采技术与综合掘进技术相结合，最终实现煤矿高效率、高质量开采。
5 结语
综上所述，煤炭井下开采关乎到国民经济发展，但是，由煤炭井下开采的环境复杂，在应用井下开采技术的时候，就必然存在各种因素的干扰而存在问题，严重威胁到矿工的生命安全，对于煤炭企业而言，也不利于发展。针对于煤炭井下开采中所存在的问题，就要积极优化措施解决，以降低安全事故发生率，提高煤炭井下开采质量。
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[5]许振嘉. 煤矿井下采矿技术和其问题剖析[J]. 山东工业技术,2015(07):137.
论文作者:范大勇
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/30
标签：煤矿论文; 井下论文; 技术论文; 煤层论文; 矿井论文; 巷道论文; 方法论文; 《工程管理前沿》2019年11期论文;