煤矿井下采矿生产技术及采矿方法研究

1 煤矿井下采矿生产技术的应用

1.1 深矿井开采技术

随着煤炭开采深入，浅部资源减少，深矿井开采成必然趋势。深矿井开采面临复杂地质挑战，如高地应力、高瓦斯、高温等。高地应力下，巷道围岩易变形，引发失稳、坍塌隐患，需采用先进支护技术，如锚杆与锚索联合支护、可缩性支架支护，增强巷道稳定性。同时，针对高瓦斯问题，要建立完善瓦斯抽采系统，提前抽采瓦斯，降低浓度，防止爆炸事故。此外，高温影响井下人员健康和效率，需配备高效降温系统，改善作业环境，保障人员安全和生产效率。

1.2 采场围岩控制技术

在煤矿井下开采作业中，采场围岩稳定性控制是至关重要的环节，其对煤矿安全生产及经济效益具有决定性作用。在开采过程中，采场周边岩体应力的改变会导致围岩产生变形、破坏乃至冒落现象，对采场安全构成严重威胁。采场围岩控制技术旨在通过科学合理的开采策略与支护措施，有效遏制围岩的变形与移动，保障采场的稳定与安全。例如，在实施长壁开采技术时，必须依据煤层赋存状况及顶板岩性，选择适宜的顶板管理策略，如全部垮落法、充填法等。对于坚硬顶板，可采用顶板预裂爆破等技术手段，促使顶板提前垮落，以降低顶板压力强度，减轻对采场的不良影响。此外，运用先进的监测技术，例如应力监测仪、位移传感器等，可以对围岩应力、位移等关键参数进行实时监测，并依据监测数据及时调整支护方案，确保采场的稳定与安全，为煤矿安全生产提供坚实保障。

1.3“三下”采煤技术

“三下”采煤指的是在建筑物下、铁路下和水体下进行煤炭开采。由于这些区域的特殊性，传统的开采方法可能会导致地面塌陷、建筑物损坏、铁路变形以及水体污染等问题。“三下”采煤技术通过优化开采设计、采用充填开采等方法，减少开采对地面设施和环境的影响。例如，在建筑物下采煤时，可以采用条带开采的方式，将煤层划分成若干条带，间隔开采，使地面的变形控制在建筑物允许的范围内。同时，利用矸石、粉煤灰等固体废弃物进行充填开采，将充填材料填充到采空区，支撑顶板，减少地面下沉。在铁路下采煤时，要精确计算开采引起的铁路变形量，采取加强铁路轨道维护、调整开采顺序等措施，确保铁路的安全运行。在水体下采煤时，要对水体的水文地质条件进行详细勘察，采取疏干降压、防水煤柱留设等措施，防止水体溃入井下。

1.4 综采放顶煤技术

综合机械化放顶煤技术是一种高效的煤炭开采方法，该技术将综合机械化采煤与放顶煤工艺相结合。在厚煤层的开采过程中，通过采煤机进行割煤作业，并在液压支架后方释放顶煤，从而实现了煤炭资源的高效、高产开采。该技术以其产量大、效率高、成本低等显著优势而备受青睐。然而，综采放顶煤技术亦存在诸如顶煤回收率偏低、瓦斯涌出量较大等问题。为提升顶煤回收率，可采用预裂爆破、高压注水等技术手段，以优化顶煤的冒放性能。针对瓦斯涌出量大的问题，需强化通风管理，提升通风量，并结合瓦斯抽采技术，以降低瓦斯浓度，确保煤矿安全生产。随着技术创新改进，综合机械化放顶煤技术在我国煤矿开采领域广泛应用，为煤炭工业发展做出显著贡献。

2 煤矿井下的采矿方法

2.1 走向长壁采煤法

走向长壁采煤法是我国煤矿应用广泛的一种采矿方法。它沿煤层走向布置采煤工作面，工作面长度通常在 100-300 米左右。这种方法的优点显著，首先是巷道布置简单，有利于通风和运输系统的构建。在通风方面，新鲜风流能较为顺畅地进入工作面，为矿工创造良好的工作环境；运输上，煤炭可以较为便捷地从工作面运输到地面。其次，该方法生产效率高，能实现连续采煤作业。采煤机沿着工作面不断割煤，配套的刮板输送机及时将煤炭运出，大大提高了煤炭的开采速度。然而，走向长壁采煤法也存在一定局限性。当煤层倾角较大时，煤炭下滑和设备下滑的问题较为突出，需要采取特殊的防滑措施，如安装防滑装置等，以确保安全生产。

2.2 倾斜长壁采煤法

倾斜长壁采煤法是沿着煤层倾斜方向布置采煤工作面。与走向长壁采煤法相比，它具有巷道掘进量少、生产系统简单的优势。由于减少了巷道的掘进，降低了前期的建设成本和施工时间。同时，倾斜长壁采煤法对地质条件的适应性较强，尤其适用于倾角在 12^∘ 以下的煤层。在这样的煤层条件下，煤炭可以依靠自身重力下滑，减少了运输设备的投入和能耗。不过，该方法也有不足之处。当煤层倾角变化较大时，工作面的支护和设备的稳定性会受到影响。而且，在通风方面，容易出现风流不稳定的情况，需要加强通风管理和监测。

2.3 房柱式采煤法

房柱式采煤法是在煤层中开掘一系列煤房，煤房之间用煤柱支撑顶板。这种方法适用于顶板稳定、煤层较薄且地质构造简单的煤层。它的优点是开拓部署简单，建井速度快，初期投资少。在开采过程中，可以灵活地根据实际情况调整煤房和煤柱的尺寸和布局。但是，房柱式采煤法煤炭回收率较低，一般在50%-60% 左右。大量的煤炭以煤柱的形式留在井下，造成了资源的浪费。此外，随着开采区域的扩展，煤柱稳定性呈现下降趋势，易诱发顶板崩塌等安全事故，因此必须强化对煤柱稳定性的监测与维护工作。

2.4 分段采煤法

分段采煤法是将厚煤层沿垂直方向划分为若干个分段，依次进行开采。这种方法适用于厚度较大、倾角较小的煤层。通过分段开采，可以降低开采的难度和风险。在每个分段内，可以采用合适的采煤工艺和设备，提高开采效率。同时，分段采煤法有利于顶板管理，能够根据不同分段的顶板情况采取相应的支护措施。然而，分段采煤法的巷道布置较为复杂，需要设置专门的分段运输和通风巷道。而且，各分段之间的衔接和协调工作要求较高，如果处理不当，会影响整个矿井的生产效率和安全。

3 结语

综合分析表明，煤矿井下采矿技术与方法各具特色，其实际应用过程中遭遇众多挑战。为确保煤矿的安全生产与高效开采，企业必须依据地质条件及煤层赋存等内在因素进行综合评估，进而选择适宜的采矿技术与方法。同时，企业应持续增加科研投入，激励技术创新，优化并完善现有技术，以适应开采环境的动态变化及安全环保的严格要求。此外，强化对井下作业人员的技术培训和安全意识教育，提升其操作技能和应急处理能力，是保障安全生产的核心。随着科技的不断进步和行业的持续发展，煤矿井下采矿技术与方法预期将更加科学化、高效化和安全化，为我国煤炭工业的可持续发展提供坚实的技术支撑。

参考文献：

[1] 刘继强，金生发，张双龙，刘佩桦 . 煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择研究[J]. 内蒙古煤炭经济，2025，（06）：53-55.

[2] 王鹏飞 . 煤矿井下采矿生产技术及采矿方法研究 [J]. 能源与节能，2025，（02）：169-172.

[3] 王海龙 . 煤矿井下生产技术及采矿方法 [J]. 矿业装备，2023，（03）：46-48.