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[摘 要]本文分析了我国煤矿开采技术的现状和趋势，阐述了规范小煤矿采煤的方法，并对赵楼煤矿进行了实例分析，最后，指出了采煤方法选择的原则以及具体措施。
[关键词]采煤方法 采煤技术
中图分类号：TD421.6+1 文献标识码：TD 文章编号：1009―914X（2013）34―0300―01
1 煤矿开采技术现状及趋势
据不完全统计，我国煤炭明总储量在9000亿t以上，含煤面积55万多平方千米，我国一次性能量消费结构中，煤炭占75%以上，近年来，对采煤方法进行了改革以及更新了一批现代化采煤设备，已使一批煤矿跨入了现代化高产高效煤矿的行列，煤矿安全条件将进一步得到改善，煤矿采煤生产技术将达到国际先进水平。
长壁综采已经成为煤矿开采的本质安全技术。我国发展综合机械化采煤的初期实践也表明，控制顶板的关键，就是防止工作面端面的破坏，因而选择支架不仅仅要有足够的工作阻力，更重要的是对端面无支护空间顶板的有效支护。长壁开采应该提升到一个新的科学平台，进行开采环境评价以保证合理的开采强度，不损害地表环境。
2 规范小煤矿采煤方法
20世纪80年代初国家放宽办矿政策，提倡“国营、集体和个人一起上”、“大中小煤矿共同发展”，受“有水快流”的影响，个体煤矿大量出现。经过近两年的努力，截至2007年6月底，目前全国共有小煤矿1.7万处左右。
目前“合法”存在的有以下几类：
现代房柱式采煤法：主要是指引进国外连续采煤机房柱式采煤法或短壁采煤法，和在此基础上发展的现代房柱式采煤，以连续采煤机或掘进机开掘巷房和回采煤柱、机械装煤、采用梭车或胶轮车运输、锚杆支护技术或专用自移支架为主要特征。
条带采煤法和条带放顶煤采煤法：这是国内外“三下”采煤，为了控制地表下沉，广泛采用的一种采煤方法。开采区域采用类似长壁布置的方式，上、下部边界分别布置通风和运输平巷，垂直于通风和运输平巷划分若干个开采条带，条带间保留一定宽度的煤柱支撑顶板。还有在若干个条带开采后，保留一个宽度更大的隔离煤柱。采用条带布置，在开采特厚煤层时，沿底板布置开采层，放落其上放的顶煤，称为条带放顶煤采煤法。
长壁留煤柱采煤法：其基本技术特征是工作面长壁布置、长壁推进。一类是每推进一段距离，保留一部分煤柱，形成问歇式推进；一类是在采空区保留一部分煤柱，以支撑顶板防止工作面切顶。
3 复杂地质条件下工作面高效开采技术——以赵楼为例
3.1 地质条件
赵楼煤矿51下05工作面煤层平均厚度2.78 m，煤层平均倾角11°，最大倾角15°，工作面整体为单斜构造，小构造极为发育，密度大，落差不太大。掘进过程中，上、下巷道及切眼共揭露小断层27条。工作面直接顶为细砂岩，直接底为粉砂岩。最大涌水量为69 m3 / h，低瓦斯，有煤尘爆炸危险。
3.2 过断层技术的论证
根据断层密，而落差较小的地质状况，综合各种过断层方法的利弊，并通过经济技术比较、技术可行性研究以及对设备性能进行充分研究的前提下，决定采用加强支护强行过断层的方法开采51下05 工作面。
为了分析综采面过断层时产生冒顶的原因，下面以综采面过下断层从上盘向下盘推进为例来说明：当综采面从上盘接近断层面时，断层破碎带弱变区A 范围内的煤层因破坏严重，其内聚力几乎为零，容易发生片帮，使端面空项距增大，破碎的顶板岩层很容易造成冒顶。
综采面从断层上盘向下盘推进时，当综采面距断层面有一定距离时开始仰角爬坡，割顶板或顶煤，留底板，减少工作面在弱变区和顶板受破坏区中的推进过程，从而有效地减小断层带产生的弱变形区的影响，保证正常生产。尽量采用挑顶爬坡的方法推进，这样的开采方法可以有效控制断层弱变区对工作面生产的影响。
3.3 端面控制
51下05 工作面由于断层的影响和顶板本身性质的原因，顶板管理难度较大，因此端面控制也是实现工作面高产高效的一个重点。
（1）端面距是影响生产的主要因素之一，研究表明，随着端面控顶距离的增加，顶板冒落度也随着增加。
在51下05工作面开采过程中，要密切监视和严格管理顶板，在断层顶板破碎处及巷道三角点处时要用工字钢、板梁及时接顶，防止空顶。顶板出现冒落時，要及时打木垛控顶。此外，端面距增加也是煤壁片帮的一个原因，因此在开采过程中要控制好采高，利用好支架的护帮作用，尽量减少片帮的面积和数量。
（2）支架的初撑力影响顶板破碎度，统计分析表明，工作面支护强度与顶板破碎度呈双曲线关系。支架强度等于支架初撑力加上其增阻值，支架的增阻值△P 与初撑力P0 之间的关系如下：
△P = aP02e-cP
式中：△P ——支架的增阻值；
a、c ——随地质技术条件而变的常数；
P0 ——初撑力；
P ——工作阻力。
由于P0 = P + △P，因此提高初撑力可以较快达到支护强度，减少端面冒顶。
51下05 工作面由于断层和顶板较松软的原因，有多处出现了顶板破碎，为了保证工作面的采高和正常的生产，利用单体液压支柱辅助支架支撑顶板，这样既可以增加支架的支撑力，防止顶板冒落，又可以预防顶板冒落带来的不安全因素。
3.4 工作面开采过程中的其他因素
（1）工作面推进速度。工作面的地质条件复杂，根据矿山压力显现特性，工作面推进越快，压力作用越不明显，掘进越慢作用越明显。
（2）采高。由于开采过程中顶板条件不是很好，采高不宜过大，适当的降低采高可以有效地控制端面距，防止顶板的大规模破碎，产生冒顶。
（3）移架推溜方式。为了保护好顶板，应该先移架后推溜，这样及时支护减小了空顶面积，对维护顶板的完整性有很好的作用。
（4）超前支护。根据矿山压力显现特性和岩体的连续性原理，超前支护可以有效地缓解矿压在切眼处的作用，从而对地质复杂而引起的顶板破坏有一定的保护作用。
（5）端头支护。两巷道及切眼的连接处的三角煤处，压力最大最易显现，也最容易出现冒顶事故，在两头一定要加大支护强度，采用密集柱子支护加迈步抬棚支护。
赵楼煤矿51下05工作面小断层极为发育且密度大，通过严密的论证和科学的施工，取得了170m长的工作面月进尺101 m、生产原煤13.2 万t 的好成绩。
4 开采方法选择
采煤方法的选择必须坚持符合安全、经济、煤炭采出率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上，应大力提高可采煤炭的回采率，选择最合理的开采方法，减少资源浪费，加强环保。归纳为以下几点：
（1）在煤层埋藏比较浅，地质条件比较好的煤矿中应大力提倡综采，依靠引进全套的先进设备。
（2）对于煤层比较厚，且埋藏不是很浅的情况下，应充分利用放顶煤开采技术。
（3）对于急斜煤层则可以采用水平分层放顶煤开采工艺，提高回采率，并且大大提高工作面年产量。
参考文献
[1] 汪理全，杨真.长壁综合机械化采煤方法的发展趋势[J].煤炭科学技术，2005，（01）：10-13
[2] 齐俊德.采煤方法的合理选择及实践[J].矿冶，2007，（03）：15-17
[3] 郝忠军.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].内蒙古科技与经济，2007，（13）：104-105
[4] 夏玉成.构造环境对煤矿区地表环境灾害的控制作用[J].煤田地质与勘探，2005，（02）：18-20
[5] 付崇禹，高海涛.生产矿井采煤方法选择及影响因素分析[J].知识经济，2008，（01）：126-134
作者简介
吕杰，男，汉族，安徽濉溪人，1974年生，主要从事煤矿基本生产建设工作。
[关键词]采煤方法 采煤技术
中图分类号：TD421.6+1 文献标识码：TD 文章编号：1009―914X（2013）34―0300―01
1 煤矿开采技术现状及趋势
据不完全统计，我国煤炭明总储量在9000亿t以上，含煤面积55万多平方千米，我国一次性能量消费结构中，煤炭占75%以上，近年来，对采煤方法进行了改革以及更新了一批现代化采煤设备，已使一批煤矿跨入了现代化高产高效煤矿的行列，煤矿安全条件将进一步得到改善，煤矿采煤生产技术将达到国际先进水平。
长壁综采已经成为煤矿开采的本质安全技术。我国发展综合机械化采煤的初期实践也表明，控制顶板的关键，就是防止工作面端面的破坏，因而选择支架不仅仅要有足够的工作阻力，更重要的是对端面无支护空间顶板的有效支护。长壁开采应该提升到一个新的科学平台，进行开采环境评价以保证合理的开采强度，不损害地表环境。
2 规范小煤矿采煤方法
20世纪80年代初国家放宽办矿政策，提倡“国营、集体和个人一起上”、“大中小煤矿共同发展”，受“有水快流”的影响，个体煤矿大量出现。经过近两年的努力，截至2007年6月底，目前全国共有小煤矿1.7万处左右。
目前“合法”存在的有以下几类：
现代房柱式采煤法：主要是指引进国外连续采煤机房柱式采煤法或短壁采煤法，和在此基础上发展的现代房柱式采煤，以连续采煤机或掘进机开掘巷房和回采煤柱、机械装煤、采用梭车或胶轮车运输、锚杆支护技术或专用自移支架为主要特征。
条带采煤法和条带放顶煤采煤法：这是国内外“三下”采煤，为了控制地表下沉，广泛采用的一种采煤方法。开采区域采用类似长壁布置的方式，上、下部边界分别布置通风和运输平巷，垂直于通风和运输平巷划分若干个开采条带，条带间保留一定宽度的煤柱支撑顶板。还有在若干个条带开采后，保留一个宽度更大的隔离煤柱。采用条带布置，在开采特厚煤层时，沿底板布置开采层，放落其上放的顶煤，称为条带放顶煤采煤法。
长壁留煤柱采煤法：其基本技术特征是工作面长壁布置、长壁推进。一类是每推进一段距离，保留一部分煤柱，形成问歇式推进；一类是在采空区保留一部分煤柱，以支撑顶板防止工作面切顶。
3 复杂地质条件下工作面高效开采技术——以赵楼为例
3.1 地质条件
赵楼煤矿51下05工作面煤层平均厚度2.78 m，煤层平均倾角11°，最大倾角15°，工作面整体为单斜构造，小构造极为发育，密度大，落差不太大。掘进过程中，上、下巷道及切眼共揭露小断层27条。工作面直接顶为细砂岩，直接底为粉砂岩。最大涌水量为69 m3 / h，低瓦斯，有煤尘爆炸危险。
3.2 过断层技术的论证
根据断层密，而落差较小的地质状况，综合各种过断层方法的利弊，并通过经济技术比较、技术可行性研究以及对设备性能进行充分研究的前提下，决定采用加强支护强行过断层的方法开采51下05 工作面。
为了分析综采面过断层时产生冒顶的原因，下面以综采面过下断层从上盘向下盘推进为例来说明：当综采面从上盘接近断层面时，断层破碎带弱变区A 范围内的煤层因破坏严重，其内聚力几乎为零，容易发生片帮，使端面空项距增大，破碎的顶板岩层很容易造成冒顶。
综采面从断层上盘向下盘推进时，当综采面距断层面有一定距离时开始仰角爬坡，割顶板或顶煤，留底板，减少工作面在弱变区和顶板受破坏区中的推进过程，从而有效地减小断层带产生的弱变形区的影响，保证正常生产。尽量采用挑顶爬坡的方法推进，这样的开采方法可以有效控制断层弱变区对工作面生产的影响。
3.3 端面控制
51下05 工作面由于断层的影响和顶板本身性质的原因，顶板管理难度较大，因此端面控制也是实现工作面高产高效的一个重点。
（1）端面距是影响生产的主要因素之一，研究表明，随着端面控顶距离的增加，顶板冒落度也随着增加。
在51下05工作面开采过程中，要密切监视和严格管理顶板，在断层顶板破碎处及巷道三角点处时要用工字钢、板梁及时接顶，防止空顶。顶板出现冒落時，要及时打木垛控顶。此外，端面距增加也是煤壁片帮的一个原因，因此在开采过程中要控制好采高，利用好支架的护帮作用，尽量减少片帮的面积和数量。
（2）支架的初撑力影响顶板破碎度，统计分析表明，工作面支护强度与顶板破碎度呈双曲线关系。支架强度等于支架初撑力加上其增阻值，支架的增阻值△P 与初撑力P0 之间的关系如下：
△P = aP02e-cP
式中：△P ——支架的增阻值；
a、c ——随地质技术条件而变的常数；
P0 ——初撑力；
P ——工作阻力。
由于P0 = P + △P，因此提高初撑力可以较快达到支护强度，减少端面冒顶。
51下05 工作面由于断层和顶板较松软的原因，有多处出现了顶板破碎，为了保证工作面的采高和正常的生产，利用单体液压支柱辅助支架支撑顶板，这样既可以增加支架的支撑力，防止顶板冒落，又可以预防顶板冒落带来的不安全因素。
3.4 工作面开采过程中的其他因素
（1）工作面推进速度。工作面的地质条件复杂，根据矿山压力显现特性，工作面推进越快，压力作用越不明显，掘进越慢作用越明显。
（2）采高。由于开采过程中顶板条件不是很好，采高不宜过大，适当的降低采高可以有效地控制端面距，防止顶板的大规模破碎，产生冒顶。
（3）移架推溜方式。为了保护好顶板，应该先移架后推溜，这样及时支护减小了空顶面积，对维护顶板的完整性有很好的作用。
（4）超前支护。根据矿山压力显现特性和岩体的连续性原理，超前支护可以有效地缓解矿压在切眼处的作用，从而对地质复杂而引起的顶板破坏有一定的保护作用。
（5）端头支护。两巷道及切眼的连接处的三角煤处，压力最大最易显现，也最容易出现冒顶事故，在两头一定要加大支护强度，采用密集柱子支护加迈步抬棚支护。
赵楼煤矿51下05工作面小断层极为发育且密度大，通过严密的论证和科学的施工，取得了170m长的工作面月进尺101 m、生产原煤13.2 万t 的好成绩。
4 开采方法选择
采煤方法的选择必须坚持符合安全、经济、煤炭采出率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上，应大力提高可采煤炭的回采率，选择最合理的开采方法，减少资源浪费，加强环保。归纳为以下几点：
（1）在煤层埋藏比较浅，地质条件比较好的煤矿中应大力提倡综采，依靠引进全套的先进设备。
（2）对于煤层比较厚，且埋藏不是很浅的情况下，应充分利用放顶煤开采技术。
（3）对于急斜煤层则可以采用水平分层放顶煤开采工艺，提高回采率，并且大大提高工作面年产量。
参考文献
[1] 汪理全，杨真.长壁综合机械化采煤方法的发展趋势[J].煤炭科学技术，2005，（01）：10-13
[2] 齐俊德.采煤方法的合理选择及实践[J].矿冶，2007，（03）：15-17
[3] 郝忠军.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].内蒙古科技与经济，2007，（13）：104-105
[4] 夏玉成.构造环境对煤矿区地表环境灾害的控制作用[J].煤田地质与勘探，2005，（02）：18-20
[5] 付崇禹，高海涛.生产矿井采煤方法选择及影响因素分析[J].知识经济，2008，（01）：126-134
作者简介
吕杰，男，汉族，安徽濉溪人，1974年生，主要从事煤矿基本生产建设工作。