地下采矿

0矿业

在这种方法中，在煤层中打入若干平行巷道。每隔一段时间，这些入口被称为房间的更宽的入口连接起来，这些房间从与入口成直角的接缝中切割出来。由此形成的网格形成了支撑头顶的厚厚的煤柱地层地球和岩石．有两种主要的房间和柱子系统常规和连续的。在常规系统中，掘进、钻井、爆破，和装载由不同的机器和工作人员执行。在连续作业中，一台机器——连续采煤机——将煤从工作面开采出来，并将其直接装载到牵引装置中。在这两种方法中，暴露的顶板在加载后通常由岩石螺栓支撑。

在有利的条件下，在煤柱的开发过程中，一个地区30%至50%的煤炭可以回收。对于从煤柱中回收煤炭，根据屋顶和地板的情况，采用了许多方法。拆除石柱所产生的压力增加，必须有序地转移到剩余的石柱上，使其没有过多的应力积累。否则，未回收的矿柱可能开始失效，危及矿工和采矿设备。一般的程序是提取一排一排的柱子，留下被开采的部分，或采空区，自由下沉。虽然煤柱中所有煤的提取是一个理想的目标，但部分煤柱提取方案更常见。

在深度超过400 - 500米时，由于顶板压力过大和所需的矿柱尺寸较大，房间和矿柱法变得非常难以实施。

长壁矿业

在长壁采矿法中，矿井开发是这样进行的，通常有100至300米宽，1000至3000米长的大块煤可供完全开采(见照片)．一块煤就是提取在切片中，其尺寸由提取的煤的高度、长壁面的宽度和切片的厚度(从0.6到1.2米不等)确定。在人工或半机械化操作中，沿面板的宽度向预定切片的深度挖煤。然后钻探和爆破，破碎的煤被装载到一个输送机在脸上。操作的顺序继续与支持的屋顶在面对和移动的输送机向前。切割、钻孔、爆破、装载、顶板支撑和输送机移动的循环不断重复，直到整个区块被开采出来。

在现代机械化长壁作业中，煤被切割并装载到面输送机上连续长壁矿工采煤或犁(见照片)．屋顶由机械化的，自动推进的支架支撑长壁盾牌，形成保护钢面输送机、工人和采煤机操作的罩盖。结合盾构和输送机，长壁采煤机或犁创造了一个真正连续的采矿系统，具有巨大的生产能力。据报道，美国单台长壁采煤机的产量每天超过2万吨，每月超过40万吨，每年超过350万吨。

两种主要的长壁系统被广泛应用。上面描述的系统，称为撤退法，是最常用的美国．在这种方法中，块体首先开发到其边界，然后将块体开采回主运输隧道。在超前长壁开采法在欧洲更为普遍，区块的开发在区块开采前30 - 40米进行，两种作业一起进行到边界。

在长壁开采中，就像在房柱系统中一样，必须将顶板压力安全传递给工作面前方的固体煤和工作面后方的垮落顶板。上覆岩层的崩落一般延伸到地表，引起地表沉陷。长壁工作面上的下沉通常比室柱工作面上的下沉更均匀。如果条件允许顶板不会塌陷或地表不允许下沉，就必须用沙子、选煤厂的废料或粉煤灰等材料回填空隙。由于技术和环境原因，许多采矿国家(例如波兰但有回填时的生产成本要比没有回填时高得多。

短工作面开采

在短壁采矿法中，除了煤块不超过100米宽之外，其布局与长壁采矿法相似。此外，这些薄片厚达3米，是由连续矿工开采的。开采出来的煤被倾倒在工作面输送机或其他工作面运输设备上。屋顶由特殊设计的护盾支撑，其运作方式与长壁护盾相同。虽然未来很美好设想对于短壁采矿来说，它并没有达到预期。

厚煤层开采

用长壁法一次“举升”就能开采出5米厚的煤层，而传统采矿系统一次就能开采出7米厚的煤层。然而，当煤层超过这些厚度时，其提取通常涉及将煤层划分为若干片，并使用长壁、连续或常规采矿方法开采每片。每片的厚度从3米到4米不等。在提取完整煤层的方式上存在许多变化。切片可以吃进去提升或者降序排列。如果煤层顶板条件或自燃倾向要求不冒落，则采矿产生的空隙将被回填。然后，回填材料作为下一片的人工地板或屋顶。然而，探洞是首选的做法。

厚煤层含软煤或者是易碎的带和覆盖的中强屋顶，很容易从煤中分离出来，可以被高压水击碎飞机．为了成功作业，底板不能因与水接触而恶化，煤层坡度必须足够陡峭，以便水能将破碎的煤从采空区冲出来。在有利条件下，液压挖掘煤炭生产效率高、安全、经济。它已在美国和加拿大进行了实验，但在美国和加拿大广泛应用Kuznetsk盆地在西伯利亚开采多煤层、陡坡矿床。在这里，水还用于将煤从工作面通过明渠运输到公共点，并通过高压液压运输系统从公共点运输到地表。

访问

通往煤层的通道，叫做门户网站，是最先完成的，通常也是最后密封的。一个大煤矿会有几个入口。它们的位置和安装在其中的设施类型取决于它们的主要用途，是用于工人和材料运输、通风、排水和输电线，还是用于应急服务。在许多情况下，靠近入口的地面设施包括浴室和灯室;煤炭的装卸、储存、配制、装卸设施;扇子房;水和废物处理系统;维护仓库;办公大楼;还有停车场。

有三种类型的门户:漂移，坡,轴．当煤层露头露出地表时，通常从露头向煤层内进行水平掘进，称为巷道。在煤层没有露头但离地表不远的地方，通过在中间的地面上开挖倾斜的隧道来获得煤层。斜坡被推成一个适合用皮带运煤的陡峭角度。通常采用一对斜坡驱动(或将一个斜坡分成两个独立的密闭隔间)或通风和物料输送。最小煤层深度在哪里超过250 ~ 300米，常见的是驱动竖井。(恶劣的地面条件是选择竖井而不是斜坡的另一个因素。)竖井也可以分成单独的隔间，用于新风、回风、工人和供应运输以及煤炭运输。

在漂移通道中，煤炭运输的资本和运营成本最低。在竖井和斜坡上运输煤炭的资本投资是类似的，但由于竖井的煤炭处理设施是非连续的，因此在竖井中运输煤炭的运营成本通常更高。据估计，在大型矿山中，竖井、斜坡、巷道和永久性设备可能占到资本投资的30%以上。

地面控制和屋顶支援

全面的地面控制。，long-term stability of mine accesses and entries and subsidence control—can be regarded as an auxiliary operation, whereas supporting the roof at production faces (roof control) is a unit operation. Ground control is concerned with the design of underground条目，它们的宽度，条目之间的距离，以及可以作为一个集合驱动的条目的数量。一个层次结构地下煤矿中存在大量入口。驱动主条目，将物业划分为主要区域;它们通常为矿井的生命服务，用于通风和工人和材料运输。子主入口可以看作是主入口的馈线，它细分了每个主要区域。从submain来看，面板入口起飞，进一步细分块煤成板有序煤开采。

在某些情况下，开采过程中覆岩的完全坍塌最终会蔓延到地表，导致地表凹陷。这种效应叫做沉降．显然，入口越宽、越多，通风效果就越好，材料处理，首次开采百分比。但是，随着巷道宽度的增加，巷道和矿柱也会出现问题稳定．通常，通过将第一次开采限制在煤层的一小部分，并通过铺设大型未受干扰的煤块，可以减少下沉。的科学岩石力学是非常先进的，对于理解此类稳定性问题以及矿山开口、矿柱尺寸、开采技术和计划沉降的设计都是有用的。

工作面(采煤活跃的区域)的顶板支撑旨在支撑工作面上方的直接顶板。在现代机械化矿井中，顶板锚杆支护是最常用的方法。钢螺栓，通常长1.2至2米，宽15至25毫米直径它们被插入电动旋转钻头在屋顶上钻的孔中，并通过摩擦或树脂固定。这些螺栓在入口处排成一排，间隔1.2至1.8米。有几种理论解释了屋顶螺栓是如何支撑屋顶的。这些理论包括梁理论(锚杆将几个软弱的岩层连接在一起)，悬浮理论(岩层的软弱成员被强锚层悬浮)，以及关键效应理论(锚杆的作用很像拱门中的拱心石)。

入口的附加支撑系统(主水管、副水管和面板)包括临时或永久的液压或摩擦支柱，床(由木材或金属制成)钢筋混凝土砌块)，可弯曲的钢拱和屋顶桁架。

运输

采煤运输是将采出的煤从工作面运输到地表的过程，是地下矿山的一个重要因素效率．它可以分为三个阶段:面对或分段运输，将煤从活动工作面转移;中级或面板运输，将煤转移到初级或主要运输;还有主要的运输系统，用来把煤从矿井里运走。吊装、中间吊装和主吊装之间的根本区别在于，后两者本质上是辅助吊装的辅助作业。面运输系统必须设计为处理大型，瞬时生产从切割机，而外部运输系统必须设计为适应这样的浪涌来自几个作业面。使用更大容量的设备与箱子或掩体结合使用是很常见的。此外，工作面运输系统通常将物料排放到比例给料机或给料破碎机上，以便使物料均匀地流向中间系统，并将非常大的煤块或岩石破碎到最大尺寸以下。

在房间和支柱系统中，电力驱动的橡胶疲劳车辆被称为穿梭车将煤从工作面运送到中间运输系统。在一些半机械化或手动长壁作业中，使用链条运输，而在现代机械化长壁系统中，选择的面运输设备是钢缆装甲面输送机(AFC)。AFC除了从工作面搬运煤外，还充当长壁采煤机的向导，采煤机在AFC上行驶(见上文)。采矿方法:长壁采矿)．

煤矿的中间运输由板式皮带或由机车驱动的矿车提供。面板皮带的宽度从90厘米到150厘米不等，较宽的皮带用于长壁面板。矿车和机车的使用要求详细注意事项穿梭车倾卸坡道，机车切换要求，矿车库存，以及空载轨道布局。机车是电力或柴油动力的。干线运输也由皮带或轨道车提供。主要的区别只是安装的大小、范围和持久性。例如，主线皮带是为了矿井的寿命而铺设的，比中间皮带宽得多，速度快得多。干线机车也比中间机车大得多，而且干线轨道是按照更严格的速度和可靠性标准建造的。

为了将维修和操作用品运输到工作区段，利用了干线、中间和面运输系统的优势。单轨系统或无极绳运输系统，很像滑雪缆车，通常用于中间和工作面系统，将物资运输到工作面。在全带矿中，有电车用于运送工人和物料进出工作面的铁路运输。其他供应运输设备包括铲子和电池或柴油动力卡车。

通风

矿井地下通风的主要目的是为矿井通风氧气给矿工，稀释，使无害，并带走危险的气体和灰尘的积累。在一些最大的瓦斯矿井中，每开采一吨煤，就有六吨以上的空气在矿井中循环。空气循环是通过使用风扇在矿井工作面和地表之间产生压力差来实现的。新鲜空气通过一组矿井入口(称为所有矿工可能工作的地方。在通过管道后，这种空气(现在称为回风)通过另一组入口(称为回流)被引导回地面。进气和回风是分开的。矿工一般在进气气流中工作，尽管偶尔也必须在进气气流中工作完成在回程的空中。

将新鲜空气输送到生产工作面附近是一项重要的辅助作业，而将新鲜空气输送到工作面(工作面的位置在轮班中可能会改变几次)的任务称为单元作业面对通风。主通风和面通风的主要区别在于通风控制设备(风扇、挡板、门、调节器和空气交叉口)的数量和性质。在工作面通风时，一般采用塑料或涂塑尼龙布构造堵头，将工作面上的空气分成进、回风两股气流。此外，通常悬挂在屋顶上的止水带在底部没有固定，以防机器和煤炭必须从一侧运输到另一侧。另一方面，主要的通风通道和空气通道由砖或砖块建造，并涂上砂浆;风扇、调节器和门的结构也很坚固。

监控与控制

的进步传感器技术计算机硬件和软件在煤矿井下的应用越来越广泛，特别是在通风、运输和机器状态的监测和控制方面。长壁采煤机和盾可以远程操作，连续采煤机也配备了自动控制装置。远程监测大气环境的风速、各种气体的浓度和空气中的灰尘;风扇和泵的运行状态和特性也被持续监测。

健康、安全和环境

在煤矿开采中，特别是地下煤矿开采中，有许多条件会威胁到健康和健康安全矿工们。出于这个原因，全球的煤矿开采都受到健康和安全法律的严格监管。通过开发保护人员的新设备、地雷设计的新方法、更有效的应急准备计划和程序以及立法、规章和执法方面的重大变化，现在已经实现了更高的健康和安全标准。例如，自给式自救器(SCSR)是在爆炸、火灾或类似有毒气体污染矿井环境的紧急情况下提高矿工生存和逃生机会的一项重大发展。这种轻便的，可穿戴的腰带设备在全球范围内都是可用的授权在一些国家，人每当地下都要背着。

采矿对环境的影响水，空气和土地矿外发生的事情和矿内发生的事情一样重要。这些影响可能在现场和现场外都能感受到;此外，它们的严重程度也各不相同，从简单的烦恼和财产损失到可能的悲剧性疾病和死亡。即使是过去采矿活动留下的废弃土地也存在矿火、陡坡、废物堆、下沉、水污染，废弃的土地及其他危害公共福利而且公共卫生．日益增长的环境意识使矿山在规划、设计和经营中更多地考虑环境因素。