张卫波

摘 要：煤炭是一种宝贵的不可再生资源，同时也是我国主要的能源组成形式，为了弥补石油和天然气储量不足的问题，煤化工业得到了迅速的发展，同时社会对煤炭的消费量也大幅度提升。在这种情况下，传统的煤矿作业技术已经无法满足生产需求，新型煤矿采矿技术的发展有效提高了产能，为我国经济发展做出了重要贡献。

关键词：煤矿采矿，开采方法，新型技术，煤炭利用

煤炭资源推动我国经济发展的同时，反过来受到经济发展的间接作用，包括在开采技术、化工技术、应用技术等方面的改变，从长远来看，煤炭经济必须实现可持续性，并引入科学的管理方法。

一、我国煤炭资源应用概述

从现状分析，我国能源储量存在严重的失衡现象，呈现出“煤多、油贫、气少”的状态，石油和天然气资源的紧缺影响了能源的多样化应用，对社会经济发展有一定的瓶颈作用。但相对来说，我国的煤炭资源储量丰富，社会能耗中超过70%的能源来源于煤炭。同时，由于节能减排、低碳环保的可持续经济发展思路深入人心，煤化工技术得到了进一步的发展，以清洁、高效的煤制气、煤制油等为目标产品，将应用范围从工业领域扩展到了民用领域，由此对煤炭产能提出了更高的要求。

煤炭在我国经济发展中所体现出的重要性表现为“一次性”消费能源结构比例优势，同时也是造成生态环境影响的主要原因。但是，人们往往只关注煤炭资源消耗中所产生的废气、废水和废渣，却很少忽视开采中形成的环境问题。事实上，煤矿资源开采的过程中，往往因为技术原因造成地表植被破坏、土地沙化、水源污染、重金属污染等。煤矿开采中造成的破坏往往难以修复，在整治的过程中又要消耗大量的经济成本。

实践研究表明，通过改进落后的煤矿采矿技术，不但可以减轻对生态环境的破坏，还能大幅度提升煤矿产能，改变粗放型的生产方式。

二、传统煤矿采矿技术存在的问题分析

煤炭是人类历史上最早应用的化石能源，随着社会经济的发展，需求产量也越来越大，促使人们煤矿采矿技术不断改革更新，至今已经有二百多种。应该说，煤矿采矿技术的发展水平和科技水平存在密切的联系。就国内来说，主要存在的煤矿采矿技术有三种，即空洞采矿法、爆破采矿法、补充采矿法。三类方法在我国煤炭资源开发中发挥了重要作用，但在现代也存在一些问题。

（一）矿体勘测不精细

传统的煤矿采矿技术主要是从资源获取角度展开的，缺乏对煤矿矿体的整体环境调查了解，如地质结构、岩层结构等，在开采过程各种彼此存在较大的关联性。而煤矿开采的目的性很明确，且采用的是“破坏式”的掘进方法，在缺乏矿体结构的细致分析前提下，很容易发生遗漏或无用功现象，且对后期的开采工作很不利。

（二）开采方式不安全

采取什么样的开采方式至关重要，必须结合煤矿的地质条件进行选择，如果开采方式存在偏差，就会导致冒尖、片帮等情况出现，而这种问题一旦出现对矿洞安全是极大的威胁。事实上，工艺不达标也是开采方式的一种表现，例如在顶部支撑管理维护不完善的情况下，会导致安全系数的直接降低，产生突发事故的机率大幅度提升。

（三）自然灾害机率高

传统煤矿采矿技术属于人力资源密集型生产模式，尽管针对机械设备的引进做出了重大改革，但很大一部分工作依然需要人工完成。而煤矿开采的过程中，作业空间的临时性建设往往存在较大的安全隐患。例如通风系统部分，煤矿环境中存在一些毒害气体，通风条件不好会造成施工人员中毒，此外还存在瓦斯爆炸、地下水喷涌、泥石流、塌方等多种自然灾害，人员众多的情况下很难及时疏散。

三、煤矿采矿新技术和开采方法的论述

煤矿采矿新技术的发展方向一直以降低环境污染、减少事故发生、增强安全系数、提高开采效率为目标，要实现这些目标，通过技术改革是最有效的手段。同时，我国煤矿分布广泛、煤质多样复杂，客观上造成了技术标准的多样化。很多煤矿开采中无法实现国家要求的标准，一些经济不发达的地区由于施工技术落后、开采设备落后等原因，极大地限制了煤炭企业的生产总量。

目前，我国煤炭企业为了加强煤矿开采技术的效能，针对煤矿采矿新技术进行了深入研究，目前存在新型技术主要有以下几类。

（一）倾斜支架采煤法

传统的煤矿开采中地下空间设施多以临时性为主，尽管安全意识不断增强，但在地下空间支护方面缺乏更加有效的方式，造成较大的安全隐患。近年来开发的倾斜支架采煤法，利用支架在倾斜的煤矿表面作用进而实现采收工作，具有简易、经济、高效、坚固等优势，同时这一方法系统性较强，执行具有较强的标准，有助于煤炭开采的稳定性。

在实际工作中，倾斜支架采煤法采用工作区和采空区分离的方式，通过这一手段来延长工作面，降低采集區的倾斜角。人工操作在这样的技术体系中可以节约大量的劳动力，降低了疲劳操作的风险。更重要地是，倾斜支架采煤法蛀牙是针对斜角煤层应用的，煤层的分布均匀、稳定性好、储量丰富，一般情况下不存在断挖情况，便于资源的收集。

（二）放炮采煤技术

相对而言，放炮采煤技术在国内外煤矿采矿中较为常见，也是一种相对成熟的采煤技术。该技术主要利用了两种不同的支撑结构，即移动支架放炮采煤法和工型钢梁支撑采煤法。笔者结合实际工作中的经验，移动支架放炮采煤法适应于国内大多数浅层煤矿，移动顶梁的结构中利用了顶梁和支柱，顶梁采取了双梁架构，支柱则利用的是液压系统，以液压双层柱为例会用到3-6个液压柱，来提高框架的支撑性。

（三）爆破采煤法

爆破手段可以节约大量的人力资源，尤其针对一些特殊矿区环境，如倾斜角在五十度以上的情况下，一般的采煤技术无法很好地进行开采活动，人工作业难度较高。采用爆破手段进行煤矿开采，可以直接涉及到4.5-6.5米左右的矿层之下；在执行的过程中，首先要针对整个矿区的情况进行调查，如分力点的规划、矿区地质结构等，原则上说进行爆破的矿区与其他矿区之间要形成互不影响的前提。

爆破采煤本质上说是对脱离了岩体的煤矿进行收集，在进行爆破的过程中也不需要人工参与，现场不需要任何的操作人员，因此可以确保较强的安全性。在回收的过程中可以大量采用机械设备，效率较高；相对而言，这一技术对爆破技巧有很高的要求，尤其是炸药的稳定性、安全性等提出了严格的要求，但以目前的技术来说完全可以满足。

爆破采煤方法也存在一定的问题，如爆破的扬尘较大，短期内甚至无法进行收集作业，因此需要良好的通风系统。

（四）薄煤层刨煤机开采法

传统的煤炭开采手段中存在两个极端，针对地表煤或深层煤的开采技术相对层数，而针对中等或薄煤层的开采利用一直十分薄弱。随着科学技术的发炸，刨煤机的出现有效地解决了这一问题。刨煤技术适用于一些薄层煤矿环境，如30cm以下的所有矿层，配合智能系统的应用，可以很好地实现自动化开采。在人工辅助下设备的运行过程较为稳定，且便于日常维护，对于一些特殊煤矿环境也有很好的效果。

四、结语

随着现代社会科技进步和经济发展，煤炭资源的消耗也日加增减，同时呈现出应用方式多样性的特征，有效地缓解了我国石油和天然气资源不足的问题。煤炭资源的利用水平直接影響了我国的可持续发展，煤炭企业要立足现实环境，通过学习借鉴，加强对煤矿采矿新技术的研发应用，提高自身生产效率，同时降低对环境的负面影响，促进我国煤炭产业的快速发展。

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