淺析井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇

摘要：文章根據(jù)采煤技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，主要結(jié)合多年的實際工作經(jīng)驗，對井下采煤技術(shù)以及采煤工藝的選擇進(jìn)行探究分析，詳細(xì)介紹了一些適合井下采煤的技術(shù)方法和工藝，進(jìn)而在一定程度上提高采煤效率，促進(jìn)煤炭開采業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：井下采煤；生產(chǎn)技術(shù)；采煤工藝；采煤效率

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0128-02

隨著社會技術(shù)的不斷發(fā)展，我國采煤行業(yè)的技術(shù)也在不斷提高，煤炭開采的技術(shù)水平直接關(guān)系到煤炭行業(yè)將來的發(fā)展。我國的煤礦行業(yè)的開采必須要站在開采技術(shù)的前端，從解決煤炭開采工程的實際情況出發(fā)。只有擁有科學(xué)的設(shè)備裝備和先進(jìn)的開采技術(shù)以及知識產(chǎn)權(quán)才能占領(lǐng)煤炭行業(yè)的主導(dǎo)地位。合理的采煤方法和技術(shù)決定了煤炭開采的效率。從20世紀(jì)50年代開始，我國的采煤工藝和技術(shù)方法都在不斷的改進(jìn)與完善，尤其是20世紀(jì)80年代以來，我國的煤礦生產(chǎn)能力不斷加大，如何根據(jù)我國含煤地質(zhì)的特點(diǎn)以及煤炭存儲量的狀況選擇合理的采礦方法，實現(xiàn)煤炭高效安全的生產(chǎn)成為了一個重要任務(wù)。

本文主要根據(jù)采煤技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，主要結(jié)合筆者多年的實際工作經(jīng)驗，首先闡述了井下采煤生產(chǎn)技術(shù)，然后分析煤礦企業(yè)的采煤工藝選擇方法，通過對比選擇比較科學(xué)合理的采煤技術(shù)和采煤工藝，提高采煤效率，促進(jìn)煤炭開采業(yè)的發(fā)展。

1 井下采煤技術(shù)分析研究

雖然我國的煤礦井下作業(yè)開采已經(jīng)有一段較長的歷史，但是和發(fā)達(dá)國家相比，技術(shù)上還是有一定差距的?？茖W(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，煤礦開采已經(jīng)開始向集約化、機(jī)械化以及智能化發(fā)展，礦井開采工藝和開采技術(shù)成為了煤炭開采行業(yè)的主要研究內(nèi)容。煤炭開采的效率關(guān)系到整個煤炭行業(yè)能夠高效健康的發(fā)展。

1.1 炮采工藝

炮采就是用爆破的方式來開采煤礦，通過人工進(jìn)行裝煤，皮帶運(yùn)輸，用單體支柱來支撐空間頂板。炮采煤礦最大的缺點(diǎn)就是爆破完必須及時對開采空去進(jìn)行處理。此工藝的一個最關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是安置炮眼，一般有下面五種安置方法，如圖1所示。

炮采實現(xiàn)的具體步驟以及注意點(diǎn)如下：

1.1.1 爆破落煤。此種工藝的要求就是爆破精度精確，工作面是平直的，煤塊破碎也要做到均勻，頂部和底部都不會留煤，不破壞頂板、運(yùn)送機(jī)以及支柱等等，而且要盡可能地減少炸藥和雷管的使用數(shù)量。因此，在爆破的時候一定要嚴(yán)格熟悉煤層頂部、底部的頂板厚度及承受能力，還有煤層厚度、硬度、間隙等等情況，從而選擇合理的位置鉆眼，設(shè)定爆破數(shù)據(jù)，采用煤電打眼放炮。

1.1.2 裝煤。在炮采工作面上通過爆破落下的原煤，除了一部分通過爆破的方式裝到運(yùn)輸機(jī)上，其余的大部分都要通過人工進(jìn)行裝煤，也有少部分礦井開始使用機(jī)械

裝煤。

1.1.3 炮采方式采空區(qū)的處理和工作面的支護(hù)。目前，我國煤礦開采作業(yè)中，仍有一部分炮采使用金屬摩擦支柱以及單體液壓支柱做支護(hù)，布置的方式主要有密集型支柱、對柱支柱以及單柱。最小的控頂距需留出三排支柱，保證工作的空間足夠，最大的控頂距不能超過五排。隨著采礦作業(yè)面的不斷推進(jìn)，頂板出現(xiàn)的懸露面積也會逐漸增大，為了保證工作的正常和安全，需要及時對采空區(qū)進(jìn)行適當(dāng)處理。由于煤層厚度不同、頂板特征差異以及地表保護(hù)等條件要求，對采空區(qū)的處理方法也是多種的，但最常用的就是全部垮落法。

1.2 普通機(jī)械化采煤工藝

普采工藝就是用最傳統(tǒng)普通的機(jī)械方法來進(jìn)行破煤、裝載、運(yùn)輸運(yùn)送以及單體支柱支護(hù)的采煤工藝流程。主要特點(diǎn)就是機(jī)械采煤可以將落煤和裝煤并成一道工序來完成。其他流程如運(yùn)輸、頂板支護(hù)、空區(qū)處理等都和炮采相類似。普采主要有兩種方式：單滾筒采煤機(jī)和雙滾筒采煤機(jī)。為了提高采煤效率，縮短工作面的下端口長度，滾筒通常安置于工作面下端但滾筒采煤機(jī)器。雙滾筒采煤機(jī)位于工作面兩頭，不但可以承擔(dān)一定的工作量，還可以為技術(shù)管理工作面提供便利條件。

1.3 綜合機(jī)械化采煤工藝

綜合性機(jī)械化采煤也稱綜采工藝，就是使用雙滾筒的采煤機(jī)或者刨煤機(jī)進(jìn)行落煤、裝煤，使用可彎曲刮板運(yùn)輸煤礦，自移式液壓支護(hù)采礦，落煤、裝煤、運(yùn)輸、支護(hù)以及空區(qū)處理都已全部實現(xiàn)機(jī)械化。綜采工藝進(jìn)行生產(chǎn)具有勞動強(qiáng)度小、生產(chǎn)安全性能高的特點(diǎn)，也是目前最值得大力推廣的先進(jìn)生產(chǎn)工藝。

1.4 連采工藝

連采工藝使用連續(xù)采煤機(jī)來進(jìn)行開采破煤與裝煤，同時使用可伸縮的運(yùn)輸機(jī)或者梭車運(yùn)煤，同時采用錨桿來頂板支護(hù)，用鏟車搬運(yùn)和清理工作面物料等，整個程序都為機(jī)械化操作。采用這種工藝的主要特點(diǎn)是使用5～7米的煤房把待開采的煤層分割成正方形或者長方形的煤柱，然后使用挖掘和開采合一的方法進(jìn)行煤房掘進(jìn)與煤柱回收。一般來講，2～5個煤房需交替進(jìn)行挖掘。在區(qū)段內(nèi)的煤房全部被挖掘完以后，再利用采煤機(jī)對煤柱進(jìn)行回收。

2 采煤工藝的選擇

選擇采煤工藝的主要原則有：經(jīng)濟(jì)、安全、回采率高。基于這些原則，選擇合適的采煤方法，提高煤炭回采率。根據(jù)煤層的實際條件以及政策采用最合理的方式開采，做到減少工人體力勞動，減少資源浪費(fèi)，加強(qiáng)環(huán)保。

2.1 適用于炮采工藝的條件

炮采工藝管理簡單、裝備價格相對便宜，而且適應(yīng)性較強(qiáng)，操作容易掌握，但是使用這種工藝進(jìn)行開采工人的勞動條件較差，單產(chǎn)和效率都比較低，因此對于不適合機(jī)械化進(jìn)行開采的煤層，可以選用炮采方式。目前，對于煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者有急傾斜的煤層一般會采用炮采

開采。

2.2 適于采用普采工藝的條件

使用普采工藝，普采設(shè)備較綜采設(shè)備便宜，只有綜采設(shè)備價格的四分之一，但是產(chǎn)量可以達(dá)到綜采工藝產(chǎn)量的三分之一甚至一半。而且普采工藝較綜采來講對地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，工作面的搬遷也相對容易得多。一些距離短、形狀不規(guī)則的、地質(zhì)結(jié)構(gòu)小的工作面上，綜采工藝就很難發(fā)揮它的優(yōu)勢，相反使用普采反而能取得較好效果。而且，普采技術(shù)設(shè)備操作簡單，組織生產(chǎn)也相對容易，因此，普采工藝仍是我國中小型煤礦進(jìn)行機(jī)械化開采的重點(diǎn)。

2.3 適用于綜采工藝的條件

煤礦綜采工藝具有高產(chǎn)、高效、低耗、勞動強(qiáng)度小、安全性能高等特點(diǎn)，但是綜采設(shè)備價格相對昂貴，在條件較好的煤層，可以發(fā)揮出它的優(yōu)勢，而且對管理水平和整個生產(chǎn)操作的要求較高。根據(jù)我國已有的技術(shù)水平和山產(chǎn)經(jīng)驗，對于穩(wěn)定性好，底和頂板條件良好、構(gòu)造簡單，煤層傾斜小于55°的煤層可以使用綜采工藝。

2.4 適用于連采工藝的條件

連采工藝的主要特點(diǎn)就是投資少、效率高、出煤快、適應(yīng)性強(qiáng)、安全性能高、機(jī)械化程度高。但是缺點(diǎn)就是回采效率太低，通風(fēng)條件較差，環(huán)境特點(diǎn)僅優(yōu)于炮采工藝。連采工藝對于煤層的地質(zhì)條件要求比較高，此工藝一般適用于構(gòu)造簡單，開采深度較淺的礦產(chǎn)。使用的開采技術(shù)較為簡單，煤層的煤質(zhì)硬或者中等硬度，且傾斜角要小于15°，因此對煤層要求近乎水平，而采出率并不是很高，不適用于近距離煤群的開采。一般用作開采大型礦井的輔助方法。

3 結(jié)語

總而言之，煤礦開采的方法和生產(chǎn)技術(shù)對煤礦企業(yè)總體的經(jīng)濟(jì)效益有著很大影響。煤礦企業(yè)應(yīng)立足實際，對煤礦進(jìn)行多方面的綜合考慮，不斷發(fā)展和完善煤礦開采方法和技術(shù)水平，提高開采的力度和深度，改善煤礦生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。煤礦開采要堅持實事求是的態(tài)度，根據(jù)實際情況，選擇開采方法和技術(shù)，減少工人體力勞動，提高開采率，促進(jìn)我國的煤炭開采發(fā)展的迅速穩(wěn)定地發(fā)展，與此同時，還要加強(qiáng)安全生產(chǎn)和環(huán)保工作，發(fā)展可持續(xù)生產(chǎn)。

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作者簡介：盛中涌，男，供職于開灤（集團(tuán)）蔚州礦業(yè)公司單侯礦。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）