＊段志旭

（晉能控股煤業(yè)集團挖金灣虎龍溝煤業(yè)公司 山西 038300）

引言

較為復雜的煤礦采煤技術需要充足的人力、機械設備和資金投入，同時離不開科學的開采技術?？茖W的開采技術不但能夠使資源回收率大大提高，還能有效提升煤礦企業(yè)的經濟效益并將煤礦采煤環(huán)境惡劣的問題有效解決。在采煤期間應當根據(jù)實際的環(huán)境狀況仔細考察地質，將技術型難題解決后有針對性的選用合適的采煤工藝，才能確保采煤技術應用的有效性。本文針對煤礦采煤技術優(yōu)化的措施及適用條件進行探究。

1.我國煤礦采煤存在的問題

某些中小煤礦企業(yè)為了節(jié)約成本往往會使用安全性能低且質量差的開采設備，從而給煤礦開采作業(yè)帶來極大的安全隱患，并使開采人員時刻面臨著嚴重的生命威脅。雖然某些煤礦企業(yè)采用了新型的開采設備，但無法及時更新的開采技術面對先進的硬件和軟件設施無法應用，導致企業(yè)依然處在落后狀態(tài)。

2.煤礦采煤技術的優(yōu)化措施

(1)地面技術

煤礦采煤期間所使用的地面技術是為了對采煤過程中可能出現(xiàn)的地質災害進行有效控制[1]，因此需要對危巖地面和建筑物給予有效的保護措施。使用該項技術時，應當先仔細分析煤礦礦區(qū)的實際地質狀況，從而將可靠的參考數(shù)據(jù)提供給該技術應用。

煤礦采掘期間礦區(qū)的建筑物極容易受到傾斜墻壁塌落和走向等問題的影響，而各種損害嚴重時甚至會出現(xiàn)滑坡和危巖崩塌情況，因此使用地面技術采煤時一定要嚴格按照礦區(qū)建筑構造的特點給予有效的保護措施。如果建筑物存在明顯的風化裂縫，磚混構造的危巖長時間裸露在外，可以將圈梁或柱加設構造在頂?shù)?。注意使用該技術時不能制約對采煤工作的開展，施工人員為了計算巖體重量并將巖體范圍明確需要使用預應力錨固技術，危巖裂縫則可借助混凝土灌漿處理，這樣可防止片巖和碎石滾落的狀況在煤礦采掘期間出現(xiàn)，能夠有效的提升采煤工作的安全性。

(2)條帶開采

由于條帶開采在煤礦作業(yè)中較為特殊，因此一定要明確其設計原則，一是開采完各層煤炭后為了有效避免土地變形和移動情況出現(xiàn)，應當確保遺留的條帶柱擁有足夠的強度和穩(wěn)定性支撐覆巖層[2]。二是為了確保土地表層的下沉不會出現(xiàn)波浪狀情況并且沉降出現(xiàn)時是單一平緩的下沉，條帶的尺寸和寬度一定要合理的設計。另外還要采用科學的開采方法，第一條開采完后留下相鄰的第二條，然后開采第三條將第四條留下，按照這個順序依次進行?？傊疄榱吮苊獾乇戆l(fā)生移動或變形狀況，覆巖由留下的部分負責支撐，雖然這種開采方式能夠確保煤礦作業(yè)的安全，但無法獲取最高的煤炭能源回收率。

另外條帶開采過程中一定要確定采出留寬，將采出寬度明確后進行嚴格的模擬實驗。通常應將采出寬度控制在煤層寬度1/8～1/4范圍內，然后將保留條帶確定。注意應當根據(jù)工作經驗和礦區(qū)的實際狀況組織專業(yè)人員認真研討，而不能盲目的計算獲取相關數(shù)據(jù)，最后科學確定保留條帶。煤礦企業(yè)可以積極借鑒國外先進的條帶開采法，將開采和保留的寬度記作A與B，開采寬度一旦出現(xiàn)變化則土地的下沉帶也會隨之出現(xiàn)變化，因此只有對A的數(shù)值認真計算才能確保開采地保持穩(wěn)定，使用這種開采方式還要保護好煤礦區(qū)范圍的土壤。

(3)使用離層注漿工藝

開采技術不合理極容易出現(xiàn)地下空洞甚至破壞建筑物，出現(xiàn)道路受損、地面塌陷的情況。離層注漿技術是在煤炭開采位置上方識別巖石層，然后將適當?shù)膲毫ψ⑷胫翈r石層中[3]，借助設備將溫度較高的漿液注入于中間層，在注入液脫水后形成擁有一定強度的與巖石相類似的結構體便可合理填充巖層中的空隙，從而更好的支護覆蓋層，提高煤炭開采區(qū)域的穩(wěn)定性并確保開采層的頂部穩(wěn)固及生產設備和工作人員的安全。

該技術的合理運用能夠有效防止環(huán)境破壞的問題出現(xiàn)，因此使用該技術前一定要先對離層帶位置和運動曲線之間的關系準確掌握，制定科學的施工方案后在地面上注漿和打孔，利用鉆孔的高壓將煤炭粉和水根據(jù)一定比例融合配置為漿液，然后將這些漿液灌注在采空區(qū)，才能對環(huán)境破壞問題的出現(xiàn)和地表沉淀的速度及程度，有效避免與防治。相較于煤炭開采區(qū)域充填該技術與其存在的差異較大，不會影響正在進行的煤炭開采作業(yè)，也不需要在礦井中作業(yè)，煤炭開采成本不會受到過大的影響且支出的作業(yè)設備成本較低，能夠使煤炭采收率有效提高。

(4)長壁采煤和放頂煤采煤技術

長壁采煤技術主要分為綜采、普采和炮采三種方式，其中普采與炮采工藝技術相接近，負責安全處理頂板支護和采空區(qū)域，輸送煤炭資源，借助開采機械設備將裝煤和落煤作業(yè)完成；綜采是當前很多煤礦企業(yè)采用的先進的采煤工藝技術，可確保整個煤炭開采流程均能實現(xiàn)自動化與機械化；炮采則是利用人工方式將爆炸作業(yè)后落下的煤炭裝入運輸機械中，使用這種方式需要對炮眼的位置深度和尺寸進行科學設計，根據(jù)設計方案進行循環(huán)開采作業(yè)。

放頂煤采煤技術又分為預采頂分層、全厚放頂煤和傾斜分段三種，使用該技術如果煤層較厚，需要將高2～4m的采煤作業(yè)面設置于開采區(qū)間或煤層底板中[4]。借助礦山壓力利用綜合機械回采或使用爆破方法，將破碎的煤炭散體在后方煤炭輸出口或支架部位的上方清理出來。對于較厚的地表煤層部位煤礦企業(yè)應當合理使用放頂技術展開作業(yè)，出現(xiàn)松動的地質區(qū)域則應當將支護和固定工作落實到位，為了防止破損的煤層頂部出現(xiàn)松動可使用支撐架加固，完成修復后繼續(xù)開采和深挖煤炭資源，這樣即可確保工作人員的安全又能夠將煤炭開采效率有效提高。

(5)機電一體化應用和網絡化的監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦采煤工作利用電器和機械實現(xiàn)采煤自動化的目的，能夠使采煤效率大大提高，相較于只有動力驅動的普通設備，機電一體化設備（如圖1）擁有更高的效率和精度及較強的編程適應性。增加了人工智能機械的機電一體化設備可將普通設備無法完成的任務完成，煤礦采煤期間過多的機電設備會使管理工作的難度增加，而機電一體化應用可將設備性能自動檢測控制的目的實現(xiàn)。借助計算機網絡技術（如圖2）將同一的監(jiān)控網絡建立起來，確保采煤安全的同時可提高采煤效益[5]，同時為煤礦企業(yè)的經濟效益提供有力保障。開采期間借助計算機網絡技術監(jiān)控煤礦開采區(qū)域可將開采過程全面掌控，對設備故障自動化診斷，防止出現(xiàn)安全問題。

圖1 全機械化的采煤工作面

圖2 智能化時代遠程遙控完成煤礦開采

3.結語

綜上所述，煤礦行業(yè)對國民經濟的發(fā)展起著極為重要的作用，作為不可再生資源的煤炭如果無法使用科學的開采技術則會浪費大量資源。為了加強煤炭企業(yè)的競爭力并提高煤礦開采的效率和質量，一定要對煤炭開采技術不斷優(yōu)化和完善，不斷深化研究采煤工藝并使用新型的設備，才能切實保障煤礦開采工作的安全性和效能性，促進煤礦產業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。