煤矿煤层开采技术

煤矿开采方法及技术解析煤矿开采是指通过各种手段和技术，将地下的煤炭资源开采出来并加以利用的过程。

在煤矿开采中，采用的方法和技术直接影响着煤矿的安全性、效率和环境保护等方面。

本文将对煤矿开采方法及技术进行解析，以期对读者对此有更深入的了解。

煤矿开采方法主要分为地下开采和露天开采两种。

地下开采是指通过井巷、巷道等地下通道进入矿井，将煤炭从地下开采出来。

露天开采则是将地表的煤炭露天挖掘出来。

两种开采方法各有优劣，选择哪种方法主要取决于煤矿的地质条件、煤层厚度和煤炭质量等因素。

在地下开采中，常用的方法有采煤工作面法、采煤柱法和综放开采法等。

采煤工作面法是指将矿井分为若干个工作面，通过采煤机和运输设备将煤炭采出并运出矿井。

采煤柱法则是在地下开采过程中保留一定的煤柱，以支撑地表和上覆岩层，以确保矿井的稳定和安全。

综放开采法则是将采煤和支护同时进行，通过煤炭自身的支撑作用来保持矿井的稳定。

露天开采常用的方法有露天矿坑法和露天矿井法。

露天矿坑法是将矿区地表的土壤和岩石挖掘掉，直接露出煤炭矿体，再通过装载机等设备将煤炭运出矿区。

露天矿井法则是将矿井开在露天矿坑旁边，通过井巷将煤炭运出。

除了开采方法外，煤矿开采还需要运用一系列的技术来提高开采效率和保障矿井的安全。

其中，煤矿通风技术是非常重要的一项技术。

通风系统的建设和运行可以保障矿井内空气的流通，排除有害气体，降低瓦斯爆炸和煤尘爆炸的风险。

此外，煤矿开采还需要运用矿井支护技术、瓦斯抽采技术、煤炭清洗技术等。

煤矿开采技术的发展与创新也是煤矿行业的重要课题。

近年来，随着科技的进步，一些新的技术开始应用于煤矿开采中。

例如，无人机技术可以用于矿区的巡查和勘探，提高了工作效率和安全性。

激光测量技术可以用于地质勘探和煤层的测量，提高了勘探的准确性和可靠性。

智能化设备和自动化控制技术的应用也使得煤矿开采更加高效和安全。

然而，煤矿开采也面临着一些挑战和问题。

煤矿资源的逐渐枯竭和环境保护的要求使得煤矿开采面临着压力。

二1煤层“带压开采”安全技术措施一、概况昌华煤矿主要开采煤层为二叠系山西组二1煤层，煤层平均厚度约5.07米，其充水承压含水层为L7-8、L1-4和O2灰岩含水层，其中L7-8灰岩含水层为矿井直接充水含水层，L1-4和O2灰岩含水层为矿井间接充水含水层。

L7-8灰岩含水层：厚度1～22米，平均厚度14.5米，距二1煤底板平均为9.5米，其岩溶裂隙发育，但极不均一。

据周边矿井钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.00131～0.01L/sm，渗透系数为0.0262～2.4876m/d，水化学类型为HCO3-CaMg水，溶解性固体为0.387～0.5g/L，受郑煤集团米村煤矿、王庄煤矿等长期疏放，静水位已降低至0m水平左右，低于本矿开采最低标高+50m，对矿井开采已无影响。

L1-3灰岩含水层，厚度3.2~23.60米，平均厚度13.34米，距二1煤底板平均为53.6米，据钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.00491～1.65L/sm，渗透系数10.2～15.1m/d，现静止水位标高+118m。

该含水层是二l煤层下伏第一个间接充水含水层，其富水性、导水性极不均一。

该含水层为二1煤层的底板间接充水含水层，它与二1煤之间有太原组中、上段的存在，一般状况下对矿井的开采影响不大。

依据目前我矿水位观测资料： O2水位标高为+16.6米，矿开采标高为-544.40~ -109.07米，低于O2灰岩含水层水位。

为保证矿井正常平安"带压开采'，制定以下平安技术措施。

二、二1 煤层"带压开采'可行性计算依据上述水文地质条件的分析,下面主要针对L1-4灰和O2含水层进行带压开采评价1、依据斯列沙列夫公式：计算公式：H临=2Kpt实2/L2+rt实 (1)t临=(2)式中：t临临界隔水厚度(m);t实实际隔水厚度(m);Kp煤层底板隔水层抗张强度(t/m2);L巷道宽度或回采工作面最大控顶距(m);H实作用于二1煤底板的实际水压值(t/m2);H临隔水层底板的临界水压值(t/m2);R底板隔水层岩石容重(t/m3)。

1.石门与煤门：其长轴线与煤层走向垂直或斜交的水平巷道。

位于岩石内的称为石门；位于煤层内的称为煤门。

2.矿井生产系统是指煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、动力供应等生产系统3.爆破落煤工序：打眼、装药、填封炮泥、连线、爆破4.爆破炮眼布置及参数：（1）单排眼布置，用于薄煤层，或煤质软，节理发育的煤层。

（2）双排眼布置：形式有，对眼，三花眼，三角眼等一般用于采高较小的中厚煤层。

（3）三排眼布置，常采用五花眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。

炮眼参数：（1）炮眼角度：炮眼与煤壁水平夹角一般为50度到80度，软煤取大值，硬煤取小值：顶眼在垂直面上向顶板方向仰起5—10度，要视煤质软硬程度，和煤层粘顶情况而定：底眼在垂直面上向底板方向保持10到20度的俯角（2）炮眼深度：根据每次进度而定，一般每次进度有0.8m、1.0m、1.2 m三种，与单体支架顶梁长度相适应，即每次爆破深度等于顶梁长度或顶梁长度的一半。

（3）每个炮眼的装药量。

根据煤质软硬、炮眼位置，和深度以及爆破次序而定，一般为150—600g。

煤质软时取小值，硬时取大值，炮眼深度浅时取小值，深时取大值。

5.单滚筒采煤机工作方式（1）滚筒的位置和旋转方向：一般位于机体靠近输送机平巷一端。

方向，左工作面安装右螺旋滚筒，割煤时顺时针，反之。

当采煤机上行割煤时，其滚筒截齿自上而下运行煤体对截齿的反力是向上的，但因滚筒的上方是顶板无自由面，古煤体反力不会引起机体振动。

当机器下行割煤时煤体反力向下，也不会引起震动，并且下行时负荷小，也不容易产生啃底现象这样的转向有利于装煤，产生煤尘少煤块不抛向司机位置，安全。

（2）采煤机割煤方式 1）双向割煤往返一刀 2）无穷字形割煤，往返一刀。

3）单项割煤。

往返一刀 4）双向割煤，往返两刀又称为穿梭割煤即采煤机自下切口沿底上行割煤随机挂梁和推移输送机并同时产装浮煤、支柱。

待采煤机割至上切口时翻转弧形挡煤板下行重复同样工艺6.双滚筒采煤机的进刀方式：综采工作面进刀方式有，推入式，钻入式，和斜切进刀，目前常采用斜切进刀，其按进刀地点分为端部斜切进刀和中部斜切进刀，端部斜切进刀又有割三角煤进刀，和留三角煤进刀7.全卸压与带压移架对顶板管理影响较大。

煤矿开采的巷道布置与采煤工艺技术
煤矿开采的巷道布置要考虑以下因素：
（1）煤层厚度和倾角：巷道宜沿煤层走向布设，减小开采量和工作面回采进度之间的差距，提高采运效率。

（2）煤层热值和煤质：应根据煤层性质，采取不同的布置方案和巷道断面大小。

（3）巷道需求：根据采煤工艺所需要的通风、排水、供电和人员运输等要素，布置主、副通道和联络巷道。

（4）地质条件：煤层厚度变化、地质构造、地表地面水情等地质条件都会对巷道布置产生影响，必须根据实际情况采取相应措施。

2、采煤工艺技术
（1）长壁采煤工艺：是一种高效率、高产率的采煤工艺。

在巷道内布置支架，将煤层一起采出。

是适用于采用自走式矿山采煤机、单头冲击器等多种采煤设备的工艺。

（2）短壁采煤工艺：是在煤矿煤层倾角较大，地压较大的情况下，采取控制性回采的一种采煤工艺。

在巷道内布置支架，将煤层分段采出，采煤面较短，采煤面前移速度较快，生产效率高。

（3）倒煤采煤工艺：是一种将煤层翻转采出的采煤工艺。

在巷道中布置支架和钻孔炸药，将煤层控制性爆破后破碎，通过自走式矿山采煤机等设备，将煤层挖出。

适用于煤层
倾角大、地压大、煤质较差的情况。

（6）随采随运工艺：是一种自煤层开采到输送到选煤厂的流程，实现短途运输，减少打仗和提升效率，在提高生产能力的同时渐渐降低后市场成本。

露天煤矿开采方法
开采露天煤矿的方法包括：
一、步行开采法：
1.通过洞口进入煤矿，在煤层上切凿一条坑道（口），横向开采抽煤卡眼，抽出煤炭；
2.坑道有坚实的柱梁结构支撑，梁宽支架安全，煤台边、煤出口安全，注意煤块内部空隙的填充；
3.末端的煤层都要开采出来，支架团防止煤层倒塌，并用土块、砖块堵凿；
4.注意进行煤层切缝、假插隔板，避免煤层塌方；
5.注意施工方法，施工前要检查煤层扩展深度，以及煤卡眼倾斜方向等；
6.注意断煤矿工作安全，避免坑道倒塌等事故的发生。

二、机械开采法：
1.把整体的煤层分段，并采用划掘机或挖掘机等机械设备进行开采；
2.注意开采前应建设稳定的重力支持，并制定开采方案，按照计划进行各涉及机械设备的派遣；
3.开采煤层时，先把噪音小的机器操作，有完整吊拉网采用拉拔及抽煤卡眼等矿井机械进行断面开采，把矿力断开；
4.注意山体防护，以及防止各种机械设备和施工台面出现动摇或颤抖
现象；
5.注意坑道凿垮点，使煤层正常分层，同时也要注意坑口、橱柱、煤柱之间的距离；
6.注意开采煤块的安全，避免由于悬空采煤或大量剥落而造成煤层崩塌的情况。

充填采煤技术在煤层开采中的技术要点本文就现阶段四种最常用的充填采煤技术在煤层开采中的技术要点作系统的分析综述，包括膏体充填采煤技术、煤矸石充填采煤技术、高水材料性质的充填采煤技术及综合机械化的固体充填礦井采煤技术。

标签：充填采煤技术;煤层开采;技术要点充填采煤技术的优势在于可以对煤层开采过程中产生的固体废弃物进行处理，并采用充填矿井的方式实现保护矿区岩层的目的，可以做到环保、绿色与科学[1]。

但因为煤层所处的环境较为恶劣，实际挖掘过程中往往会遇到各种各样的技术难题。

因此，进一步明确和掌握充填采煤技术在煤层开采中的技术要点尤为必要。

1.膏体充填采煤技术在煤层开采中的技术要点膏体充填采煤技术是煤层开采中一种常用技术，其工作原理是先对矿产区周围的矿石、黄土及煤渣等废弃物进行整合，而后将这些废弃物按照一定的比例融合为膏状粘液体，最后通过重力式增压或者重力直充的方式将膏状粘液体充填至目标区域。

长期的实践应用发现，这种技术可以降低煤层挖掘过程中对采集目标区底板的破坏，一些开采过程中产生的废弃物可以得到有效的再利用，资源利用率大大提升。

近年来随着采煤技术的快速发展，二次膏体充填采煤技术也开始被研发和应用，优势在于可以不进行掘进送巷，直接进行工作面布置与开采眼即可。

在利用膏体充填采煤技术开采煤层时，需要重点把握以下技术要点：①鉴于膏状粘稠物充填工作需要在原来的采矿区域内进行，而煤矿本身存在很大的限制条件，因而为了保证充填效果的人员的安全，需要事先对充填物质进行试验验证，确保质量满足充填要求。

另外，还需要对矿区附近的岩层移动、地表强度等进行全面的勘察[2];②长期的实践应用发现，膏体充填采煤技术往往需要投入大量的资金，实际充填时对技术要点高。

因此，在实际应用过程中，一方面也加大技术的研发力度，提升技术应用的适用性。

另一方面，需要加强成本控制管理力度，做到成本全过程控制。

2.煤矸石充填采煤技术在煤层开采中的技术要点煤层开采过程中所产生的煤矸石可以直接应用于充填，应用原理是借助重力和风力等动力因素将其输送至矿井的采空区，继而实现充填目的。

煤矿采矿新技术与开采方法的探讨煤矿采矿技术和开采方法一直以来都是煤矿行业发展的关键因素之一。

新技术和新方法的应用不仅可以提高煤矿的生产效率和安全水平，还可以有效地降低生产成本，提高资源利用率。

因此，探讨新技术和新方法对于推动煤矿行业的发展具有重要意义。

一、新技术1. 煤矿采场自动化技术煤矿采场自动化技术是目前最为先进的采矿技术之一，其主要特点是通过各种传感器和自动化设备实现对采矿过程的智能化控制和管理。

这种技术可以降低采矿过程中的人力投入，提高生产效率，减少事故和劳动损伤，提高安全性。

2. 煤矿智能化控制技术智能化控制技术是一种基于计算机和现代控制理论的控制模式。

它可以通过采集和处理各种数据信息，自动调节煤矿生产过程中的各项参数，实现自动化控制和实时监控。

这种技术可以大大提高生产效率，降低生产成本，提高资源利用率。

3. 煤矿测量技术煤矿测量技术是应用现代测量设备，对煤矿采掘过程中的工作面进行准确的测量和监控。

这种技术可以帮助企业监控煤矿采掘进度和煤矿资源质量，预测煤矿灾害，提高煤矿安全性。

二、新方法1. 全概预选技术全概预选技术是应用近年来发展起来的计算机图像处理和分析技术，对煤矿煤岩进行全概预选。

这种技术不但能够排除冗杂岩石，提高煤质，还能保护煤层，也可以节约人力物力。

2. 按层割采技术按层割采技术是一种将煤矿采掘过程分成若干层进行，逐层完成采掘的技术方法。

其主要优点是管理简单，生产稳定，煤路清晰，可以减少对煤层的损伤。

3. 无人机测绘无人机测绘技术是煤矿测量技术的一种新方法，通过无人机搭载的高清相机和激光雷达等设备，对煤矿进行自动采集、处理和发布信息。

其使用优点是快速高效、随时可测、无损破坏、节约时间。

总之，煤矿行业矿山采掘技术的不断发展和创新是推动煤矿行业可持续发展的关键。

虽然煤矿采矿技术和开采方法在近年来已经取得了一定的进展，但是需要进一步发掘利用新技术和新方法，提高采矿效率，降低能耗和污染，并且在保障安全的前提下推动煤矿行业的可持续发展。