浅谈采煤方法的革新

　　采煤方法的选择不是一成不变的，也不可以因循守旧，而应机动灵活、因地制宜，必须结合具体的矿山地质和技术条件而定，反对死搬照抄的主义和经验主义。只要符合既安全又经济且煤炭回收率高的基本原则，那么所选择的采煤方法就是合理、正确的。

　　程庄煤矿是市营汉河沟煤矿的接替井，年设计生产能力第一期为45万t/a，二期生产能力达90万t/a。1982年开工，主要的三个井筒，主井、副井、风井到1986年才完成。井底联络巷及井底峒室到1988年结束。1989年开始送第一采区上山。主要可采煤层，3#、8#、9#、12#、15#，煤层总厚度16.15米，井田面积8.84平方公里。

　　下面我就将从实际工作中总结出来、并且认为是较为行之有效的几种采煤方法，介绍给大家，并加以论证，仅供同行同仁们参考。

　　1991年3月4402工作面，由于工作面顶板破碎，形不成正规循环难以控制顶板，造成工作面冒顶停产。多年来单一发展长壁开采技术已不能适应开采地质条件复杂的变化。怎么办？带着实际问题我到书本中去找知识依据。从两大采煤方法（壁式、柱式）各自特点中相互结合取长补短，衍生出一种新的采煤方法—刀柱式采煤方法（也可叫仓房式采煤方法）。它同壁式、柱式截然不同。

　　1、壁式采煤方法留煤柱都是采区之间、工作面之间，从来都不在工作面中遗留煤柱控制顶板。

　　2、柱式采煤方法，除房式遗留煤柱外，其它两种房柱式、巷柱式都要回收煤柱。但房式巷道布置与壁式巷道布置不论从通风方面，还是从采区巷道、工作面巷道布置形式都是有区别的。（二）台阶式机组割煤

　　1992年2月底4403普采工作面，遇到17°—21°的陡坡。由于我矿使用淘汰的MLQ—80型单滚筒普通采煤机。根据《煤矿安全规程》和国家现已淘汰的产品MLQ—80型单滚筒普通采煤机的使用性能，机组上10°以上大坡时要有防滑装置，上15°以上大坡时要增设液压安全绞车（因采用链牵引采煤机）。而该机组没有配备防滑和液压安全绞车等附属装置，致使机组很难通过陡坡。过去，从机采五六年当中积累的传统经验就是：普采工作面遇到上大坡、陡坡、断层及褶皱等地质变化带均采用重新穿切眼机组搬家的办法通过。比如4401普采工作面曾三次机组搬家。这种传统过地质变化带的办法，不仅浪费国家的地质资源，还影响矿井产量。因为每一次重穿切眼机组搬家就需20天左右，而机采单班产量300吨，20天按单班生产影响原煤产量达6000吨。（三）平移工作面采煤方法

　　在实施过程中，设计4404工作面的开拓布置方法，由于考虑到地面建筑物的影响（地面有七尺坑口、七尺蓄水池、高压电杆等），如果还按正规工作面巷道布置方法，再沿袭原来布置方式，那么这个 4404工作面就得忍痛割掉两块40M×（40M+100M） 的煤柱，损失储量1.10万吨。为了不丢掉12#煤层仅剩的这块小采区宝贵资源，只有大胆革新工作面巷道布置。既要地面建筑物不受采动影响，又要最大限度提高资源回收率，将工作面两顺槽巷道都布置成折线形。实践证明平移工作面采煤方法，理论上是可靠的。

　　现在采矿工程理论不断更新，新的采煤方法、采煤工艺不断出现。采煤方法的薄及中厚煤层无护巷煤柱的连续方式采煤方法，中特厚煤层的一次露天窗采全高的采煤方法以及煤层及采空区密封全部汽化的抽采方式。由于电子计算机的普及，软件工程近20年发展起来的新学科，它是研究软件工程本身客观规程的一门学科，研究如何对其定义开发和，现在软件工程属于最后一个阶段，是软件性阶段。（一）采矿系统工程采用若干技术与理论的新发展。

　　地质统计学方法自20世纪50年代诞生以来，得到了迅速发展，应用领域不断扩大，不但用于矿业勘探开发，而且在水文地质、工程地质、气象及工程等许多方面都有广泛应用。

　　系统模拟技术也叫仿真技术，已被广泛地应用于各行各业。矿业工程中系统模拟技术的应用始于20世纪60年代初期，至今长盛不衰。作为一种并非能获得数学意义上最优答案的系统模拟方法，盖因其具有下述各项重要作用。（1）应用模拟技术对系统设计及参数进行广泛的测试，进而优化系统设计，节省人力、物力和财力。（2）模拟技术可以“放大”或者“压缩”时间，从而在短时间内分析系统的长期运行状况，或者在长时间内细致考擦系统的瞬时状态变化。（3）有助于分析系统变量间的相互作用及对系统行为的影响程度。（4）通过系统模拟对系统中准备采用的新策略、作业程序及方法等进行开发性试验，并观察其效果，而不必花费大量投资，也不会干扰真实系统的正常运行。

　　人工智能是指从各方面模拟人类智慧而形成的范围广泛的计算方法。人工智能方法近年的发展风起云涌，迅速应用于各行各业，对于矿业系统也不例外。从上世纪80年代初引入矿业工程以来，采矿工程领域，地质建模，资源评价，地下开采和露天开采以及通风安全中应用人工智能方法已相当广泛，尤其是各类专家系统取得了成功的应用。人工智能的引入在提高矿山生产率、改善矿山管理、工人安全上都起到了一定作用。

　　采矿系统工程既然是采矿工程学与系统工程学相结合形成的一个学科分支，它的发展就必然与其双亲学科密切相关。采矿工程的理论与实践在不断发展变化；系统工程所依托的优化理论与技术也在不断发展变化。在当前情况下，对于采矿系统工程的宏观发展趋向试做如下归纳，以期抛砖引玉，促进采矿系统工程的进一步发展。

　　从系统工程的角度看，系统是一个多目标、多因素、多变量的、随机性因素影响很强的、生产对象和作业变化很大的、多种技术互相作用下的复杂的动态系统。

　　采矿工程在系统结构上普遍多层次、多环节，各子系统之间的关系比较复杂，有因不同地区的矿山所开采的矿产资源条件均不相同，而造成同项内容的系统各异性。

　　不但采矿系统工程决策的结果经常需要体现在工程设计图上，而且题目的图像显示将成为交互式工程设计的有效手段。

　　采矿工程的实践推动着采矿系统工程研究方法的发展。在众多的优化理论与方法中，包括严格优化与非严格优化（近似优化）方法，对于解决采矿系统问题具有较强的通用性和灵活性，因此应用甚广。