基本介紹
- 中文名：井下開採
- 外文名：underground mining
- 領域：煤炭開採
- 適用條件：煤炭埋藏較深
- 相關技術：柱式採煤技術等
- 學科：採礦工程
介紹,開採技術,
介紹
在煤礦生產中，井下開採方式是最為重要的方式，因此研究井下開採技術具有很重要的現實意義。井下開採技術的套用必須適應於煤礦地質和煤層分布的情況。並提前制定好開採方案，確定設備的套用和支護方式。在露天開採中，一般採用直接開採方式，但在井下開採中由於受環境、設備等條件制約，通常採用從上到下的開採方式。隨著開採技術不斷發展，定向開採方式也逐漸得到了廣泛套用。
定向開採不再單局限於某一個環節的開採，而是從整體出發，採用定向鑽進手段對於事先校對好的方位進行煤礦開採。在鑽具進入礦層後，再使用測量儀器對開採方位進行檢測和調整，從而確保開採角度精確性。在鑽具行進的過程中，還需不斷對鑽具角度進行調整，防止鑽具偏離預定軌道，造成不必要的故障和事故。
開採技術
柱式採煤技術
柱式採煤技術是煤礦開採中最常使用也是最為傳統的採煤工藝。柱式採煤方式可分為巷柱式採煤方式和房柱式採煤方式。該採煤方式的特點是在採礦區內形成煤柱作為支撐，在回採過程中採用爆破方式。柱採煤技術所形成工作面較小，一般會採用多個工作面同時施工的作業方式，從而提高了開採效率。更為突出的優點是，這種採煤方式的操作性強，較易掌握，成本較低，同時還能保證開採質量。這種採煤方式的缺點在於其對於環境要求較高，在開採前必須對礦井地質進行全面勘探，基於煤層性質結構來確定礦井挖掘深度。在巷柱式採煤方式中，需每隔10 m～20 m的間隔設定1個煤柱進行支撐。
當對礦井開採到一定深度時還需通過爆破方式進行回採。巷柱式開採方式在工藝上也較為簡單，但缺點是通風效果較差，採煤作業人員的工作環境差，安全性低，且回採效率上也較低，見圖1。此外，在爆破過程中容易產生灰塵，會對作業環境造成進一步污染，還會影響採煤質量的純淨度。房柱式開採方式在流程和工藝上與巷柱式開採方式大致相同，只是在工作面上比巷柱式開採方式略大。由於礦井尺寸較大，因此不適宜採用大型機械操作，需使用大量人力，開採成本較高。在房柱式開採方式中，開採環境同樣較為惡劣，安全性低。
長臂開採技術與放頂煤開採技術
煤礦在地下的分布狀況十分複雜多變，很多時候都找不到分布規律，這就要求開採人員對地形、地質進行深入勘探，充分掌握煤礦分布情況。對於一些地形較為複雜的礦層，傳統開採方式無法滿足實際開採要求，因此必須採用新型技術和設備來保障煤礦開採質量和安全性。長臂開採法就是一種套用於複雜地形煤礦開採的技術手段。長臂開採方式是當前套用十分廣泛的採煤方式，無論是在中國國內還是國際上都將長臂開採方式作為主流採煤手段進行推廣和套用。長臂開採技術具有安全性高、機械化程度高等特點，能有效改善採煤作業環境，確保採煤工作效率和質量。
與傳統採煤方式相比，長臂開採方式在許多環節都進行了創新和完善。首先在礦井運輸方式上，長臂開採方式改變了傳統採煤方式中使用軌道運輸的方式，採用了效率和穩定性都較高的膠帶運輸方式。這種運輸方式能實現從礦井到選煤廠再到鐵路的一體化運輸過程，且具有相配套的運輸系統，極大提高了運輸效率。其次，長臂開採盤區的幾何尺寸也有了顯著增加。盤區幾何尺寸的增加可有效提高開採效率，節省開採時間。在採用了該開採方式後，煤礦開採效率提高了近10%。從本質上來說，頂煤開採技術也是長臂開採技術中的一種方式。頂煤開採技術能提高放頂煤利用率。開採過程包括頂煤開採方案的設計、頂煤支架的設定、相關參數的計算等；頂煤初采與收尾方法是區段平巷布置及煤柱尺寸確定、沿空掘巷和沿空留巷技術等。
最佳化巷道布置 減少矸石排放的開採技術
巷道施工質量對於採煤技術的套用具有重要影響，要充分發揮採煤技術的作用，就必須改進和完善現有巷道布置工藝。為此，專家和學者應在建立完善的評價體系和布置工藝的前提下，對原有開採方式和巷道設定方式進行最佳化，結合實際煤礦地質，制定科學合理的採煤技術方案，實現煤礦的綜合開採和管理。生產流程要儘量簡化，刪減或合併一些不必要的生產工藝。對於生產設備要做好管理和維護，減少設備破壞和損傷。在確保了生產效益的基礎上，努力實現綠色化和節能化的生產流程，並提高煤礦企業經濟效益。
