浅议煤矿煤层的开采技术
摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作
各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有
规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各
项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定
的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。
关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭
一、煤炭开采的主要形式
（一）井下采煤
井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，
每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采
完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个
盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较
远的盘区。
按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤
三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占1.57%。
旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作
面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，
因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于
工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率
低。
（二）露天采煤
移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为
露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采
煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，
在空间上形成阶梯状。
其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破
碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往
指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸
在洗煤厂或其他卸矿点。
主要优缺点
优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，
劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%
以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为
地下采煤的1/30左右。
主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过
程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较
严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。
二、采煤方法与工艺
在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤
工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋
成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度
和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层
采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，
提高单产和机械化水平。
（一）开采技术
开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性
的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核
心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效
能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和
开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，
发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，
提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。
（二）解决难题
开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，
主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的
硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破
等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且
基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的
安全生产。
硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶
煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处
理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。
顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既
有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，
合理确定后部输送机能力。
两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回
采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现
高产高效。5～5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技
术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有
助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。
（三）缓倾斜薄煤层长壁开采
主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、
刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面
的总体配套技术和高效开采技术。
三、主要的开采技术
（一）深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防
治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：
深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境
的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；
深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关
配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。
（二）“三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层
运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需
要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，
包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各
种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村
庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和
装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村
庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术
改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化
为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系
专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系
统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经
验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优
化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开
拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多
开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的
技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于
高产高效集中化开采，应加紧研究。
采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采
煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展
方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术
与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、
智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。