煤礦井下開(kāi)采技術(shù)之我見(jiàn)

龐偉才

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，采煤方法和工藝也隨之有所進(jìn)步，先進(jìn)的方法和工藝不僅提高了煤礦的產(chǎn)量，同時(shí)也保證了采煤的效率，讓采煤工作得以更安全地開(kāi)展。文章介紹了幾種常見(jiàn)的地質(zhì)條件下的采煤方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：井下開(kāi)采技術(shù)；緩傾斜煤層；急傾斜煤層；薄煤層

中圖分類號(hào)：TD823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）22-0132-031概述

采煤方法及工藝是采礦科學(xué)中永恒的主題。在如今科技迅速發(fā)展的時(shí)代，必將帶動(dòng)采煤工藝的發(fā)展，讓采煤工藝走向現(xiàn)代化、科學(xué)化、效率化。采煤技術(shù)只有與高新科技相結(jié)合才可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量高度集中和可靠的目標(biāo)，才可以更好地提高采煤的經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)化資源配置，達(dá)到最優(yōu)產(chǎn)量。

2煤礦井下開(kāi)采技術(shù)簡(jiǎn)介

由于不同的煤層所在的地方地質(zhì)條件不同，采煤所用的機(jī)械設(shè)備也不相同，所以采煤方法和工藝也不盡相同。采煤工藝就是在不同采煤工作面內(nèi)按照一定的順序來(lái)完成采煤工序的方法和配合過(guò)程。采煤工藝過(guò)程則是在工作中按照一定的順序完成的過(guò)程。

對(duì)于傾角＞10°煤層的井下開(kāi)采，一般采用水平開(kāi)采，先在第一水平對(duì)各區(qū)煤層依次進(jìn)行開(kāi)采，之后再移至下一水平繼續(xù)開(kāi)采。開(kāi)采近水平的煤層時(shí)，又要將其劃為幾個(gè)盤(pán)曲，立井于井田中心，到達(dá)煤層之后，先采近井筒的盤(pán)區(qū)，再采距離較遠(yuǎn)的盤(pán)區(qū)。如有兩層或以上煤層，先采第一水平最上層的煤層，而后從上往下采，第一水平采集完后再轉(zhuǎn)移至第二水平。

3不同地質(zhì)條件下的開(kāi)采技術(shù)

3.1埋藏淺、硬厚頂煤類煤礦開(kāi)采技術(shù)

對(duì)于埋藏較淺、頂板巖體堅(jiān)硬、頂煤硬厚的煤層主要采取下列兩種技術(shù)：

3.1.1硬頂板控制技術(shù)。此方法主要是運(yùn)用于堅(jiān)硬巖石的頂板巖體、極堅(jiān)硬巖石的頂板巖體、堅(jiān)硬巖石或極堅(jiān)硬巖石節(jié)埋裂隙極發(fā)育的破碎巖體中的煤礦深淺還有地壓較小的一種技術(shù)。方法是應(yīng)用煤柱支撐頂板的柱式采煤方法，在采空區(qū)留置大量的煤柱，采煤過(guò)程中不能夠把頂板巖體放落下來(lái)，這樣就能夠形成支點(diǎn)壓力區(qū)，在煤柱中就累積了大量的彈性潛能。在重力場(chǎng)的長(zhǎng)期作用之下，煤柱和頂板巖體應(yīng)力不斷地增加，所積聚的彈性能也不斷增加，一旦此彈性能被釋放，頂板巖體便可以向采空區(qū)快速運(yùn)動(dòng)，形成堅(jiān)硬頂板大面積一次

冒落。

此種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其能讓頂煤的回收率得到提升，還能使基本頂按一定距離垮落，利于頂煤破碎取煤。但硬頂煤一次性大面積冒落產(chǎn)生的沖擊易造成礦區(qū)事故或地面塌陷等危險(xiǎn)，所以采用此技術(shù)前應(yīng)做好安全措施，若有異常則應(yīng)及時(shí)撤離。

3.1.2硬厚頂煤控制技術(shù)。在采煤時(shí)若遇到堅(jiān)硬厚煤層，煤質(zhì)強(qiáng)度大、裂隙率低、資源回收率低時(shí)，宜采取硬厚頂煤控制技術(shù)（頂煤弱化技術(shù)）。此技術(shù)主要有頂煤深孔爆破處理技術(shù)和高壓水裂技術(shù)來(lái)弱化硬厚頂煤兩種。

這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)在于解決了堅(jiān)硬厚煤層頂煤難冒落問(wèn)題，讓頂煤體能隨采隨冒，提高頂煤的回收率。深孔爆破法對(duì)頂煤的弱化有顯著效果，并且操作工藝簡(jiǎn)單，但是存在安全系數(shù)偏低的缺點(diǎn)。而高壓水裂技術(shù)的操作工藝雖比前者復(fù)雜，但其弱化效果也是十分顯著，并且安全系數(shù)較高。顯然，采用高壓水裂技術(shù)既保證弱化效果，又保證開(kāi)采過(guò)程的安全，兩全其美。

3.218°～25°緩傾斜薄煤層開(kāi)采技術(shù)

在我國(guó)現(xiàn)已探明的煤礦之中，薄煤層便占了84%。緩傾斜薄煤層煤礦主要是指煤層平均厚度為0.8～1.3m，煤層傾角在18°～25°之間的煤層。由于緩傾斜薄煤層的開(kāi)采條件相對(duì)較好，易開(kāi)采，但我國(guó)現(xiàn)薄煤層的綜合機(jī)械化開(kāi)采程度低，產(chǎn)量不夠，造成了資源浪費(fèi)。所以，好的開(kāi)采技術(shù)在礦井壽命延長(zhǎng)、開(kāi)采質(zhì)量的提高中起著舉足輕重的作用。而且在開(kāi)采時(shí)注意保證支護(hù)質(zhì)量，可以進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加強(qiáng)支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開(kāi)裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層（采高3m左右）高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。下面列舉幾種薄煤層的開(kāi)采技術(shù)：

3.2.1薄煤層高檔普采。此方法適用于煤層賦存的地質(zhì)條件，適應(yīng)性較綜采強(qiáng)，煤層厚度大于0.6m和傾斜角小于30°的薄煤層。最重要的是合理選擇配套，加強(qiáng)技術(shù)管理。

此方法與綜采相比，投資少，機(jī)械化程度低，易普及，但利用勞動(dòng)力的強(qiáng)度大。通常利用采煤機(jī)來(lái)完成落煤和裝煤工序，工作空間的支護(hù)和處理采空區(qū)等都需要大量大工來(lái)處理。

3.2.2薄煤層綜采。此方法適用于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單并且無(wú)大的斷層褶皺，采高＞0.8～1.0m傾角＜25°的煤層，此方法中所用到的采煤機(jī)機(jī)身高度低，整機(jī)長(zhǎng)度盡可能短，要有穩(wěn)定性較強(qiáng)的整體結(jié)構(gòu)。運(yùn)輸機(jī)中部槽必須要低。所有開(kāi)采步驟均采用機(jī)械，是一種機(jī)械化程度較高的開(kāi)采工藝。

此方法機(jī)械化開(kāi)采條件差，作業(yè)空間也較狹小，如何保障通風(fēng)是難題。并且煤層厚度的變化和其他地質(zhì)構(gòu)造也會(huì)對(duì)此方法的使用造成影響。但是優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備可靠性高，運(yùn)行中故障較少。

3.2.3薄煤層刨煤機(jī)開(kāi)采。此方法適用具有以下特征的煤層：頂板穩(wěn)定性好且不粘頂煤；煤層中硫化鐵塊度較小且含量不多；夾石層厚度＜200mm；底板平整且起伏幅度在7°～10°之間，底面不鼓起；煤層沿走向和傾斜方向沒(méi)有落差＞0.3～0.5m的大斷層和褶皺；煤層厚度＜2m且煤層傾角最好＜15°（最大不超過(guò)25°）。需要注意的是，硬煤及特沾性煤不宜使用此方法。

此方法的優(yōu)勢(shì)在于刨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，維修方便；截身一般為4～15cm；刨落的煤塊塊度較大；工作面可做到無(wú)人操作，勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較?。蛔龅搅顺潭容^高的自動(dòng)化。但是對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性沒(méi)有滾筒采煤機(jī)高，且需要操作工人具備較高的技術(shù)和知識(shí)水平。

3.2.4薄煤層螺旋鉆采煤。BSHK-2DM型螺旋鉆采煤機(jī)適用于有瓦斯和爆炸危險(xiǎn)，厚度在0.4～1.0m，煤層傾斜角度＜15°，走向起伏＜8°的各種硬度的薄煤層和極薄煤層，但是最主要還是運(yùn)用于厚度在0.7m以下的極薄煤層。需要注意的是不允許運(yùn)用在有突出危險(xiǎn)和自燃危險(xiǎn)的煤層。螺旋鉆采煤機(jī)一般不止在運(yùn)輸槽中，鉆頭負(fù)責(zé)割煤，螺旋鉆桿負(fù)責(zé)掏煤，煤便可以直接落入運(yùn)輸槽的刮板輸送機(jī)上直接運(yùn)出。

此方法工作面無(wú)人開(kāi)采，相對(duì)來(lái)說(shuō)較為安全且勞動(dòng)條件好，方便快捷。

3.3急傾斜煤層開(kāi)采技術(shù)

急傾斜煤層多為不穩(wěn)定的復(fù)雜煤層，煤層傾角較大。開(kāi)采較為困難，必須充分考慮支架穩(wěn)定性，但與緩傾斜煤層相比，急傾斜煤層的頂板不易垮落。急傾斜煤層在我國(guó)的儲(chǔ)量占煤礦總儲(chǔ)量的40%，南方地區(qū)中有80%的煤礦屬于急傾斜煤層，黑龍江四大礦區(qū)里也分布有急傾斜煤層。因此了解急傾斜煤層的開(kāi)采對(duì)于我國(guó)的采煤工業(yè)發(fā)展具有重大意義。下面簡(jiǎn)單介紹幾種急傾斜煤層的開(kāi)采技術(shù)：

3.3.1柔性掩護(hù)支架采煤法。采區(qū)每翼走向長(zhǎng)度為150～200m，采區(qū)間留8～10m的隔離煤柱。采區(qū)內(nèi)沿走向劃分成若干個(gè)傾斜帶條，每個(gè)采煤帶的走向?qū)挾纫话銥?6～38m，傾斜長(zhǎng)度為80～100m。在每個(gè)采煤帶內(nèi)從下到上掘進(jìn)4～6條相距6m的溜煤眼，相鄰溜煤眼的間距可為8m，以便回采時(shí)采煤帶之間留有2m的煤柱。采煤帶內(nèi)沿走向掘聯(lián)絡(luò)巷貫通各煤眼，以便通風(fēng)與行人。上部區(qū)段匯豐平巷擴(kuò)巷后在其中安裝支架，支架比煤層厚度小0.5m左右，在支架下采用風(fēng)鎬或者爆破法

破煤。

此方法產(chǎn)的煤數(shù)量多、效率高，并且操作方法簡(jiǎn)單、安全。但是操作過(guò)程中煤炭損耗大，生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，消耗的材料也較多，勞動(dòng)強(qiáng)度大的同時(shí)工作條件也比較差。

3.3.2俯偽斜走向長(zhǎng)壁分段密集采煤法。此方法宜用于煤層傾角為45°～65°的不穩(wěn)定急傾斜薄及中厚煤層。采面呈偽斜直線布置，走向推進(jìn)；密集切頂、檔矸、隔離采空區(qū)和采面工作間；采面分段爆破采煤，自溜。

此方法提高了工作面煤壁的有效利用率，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)械化創(chuàng)造條件。但是工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，區(qū)段煤柱的損耗高，通風(fēng)差，易造成瓦斯殘留。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，想要提高采煤的產(chǎn)量和質(zhì)量，就必須要根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的開(kāi)采技術(shù)，并且配合科學(xué)有效的管理機(jī)制，不斷去提高采煤工藝機(jī)械化，升級(jí)采煤裝煤，才可以真正實(shí)現(xiàn)煤礦的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

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