井下采煤技術(shù)與工藝的選擇及應(yīng)用

郭全義

(平煤股份七礦，河南 平頂山 467099)

煤炭是我國工業(yè)生產(chǎn)所需的主要能源，在經(jīng)濟社會的發(fā)展進程中發(fā)揮著重要的作用，即便是在當下節(jié)能減排的宣傳攻勢下，煤炭依舊會繼續(xù)發(fā)揮其能源基礎(chǔ)性作用。在我國，井下采煤是我國采煤工業(yè)的主要生產(chǎn)方式，隨著經(jīng)濟社會的不斷進步，我國井下采煤技術(shù)和工藝也得到了持續(xù)的發(fā)展，在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，對采煤技術(shù)和采煤工藝進行合理的選擇和應(yīng)用，對煤礦的安全、資源的合理利用以及全社會的可持續(xù)發(fā)展，都具有十分重要的現(xiàn)實意義。為此，需要發(fā)展現(xiàn)代化的采煤技術(shù)，提高單產(chǎn)和機械化生產(chǎn)的水平，研究和開發(fā)多層次、多樣化的采煤工藝，實現(xiàn)井下采煤的連續(xù)化和高效化。本文以此為基礎(chǔ)，分析了采煤技術(shù)，討論了井下采煤工藝的適用條件，并從多個不同的側(cè)面給出了井下采煤方法的選擇和應(yīng)用依據(jù)。旨在為我國井下采煤效率和效果的提升提供一定的可供借鑒的信息。

1 對井下采煤技術(shù)的分析

1.1 普通機械化采煤技術(shù)

該技術(shù)的特點是通過采煤機械同時完成落煤與裝煤兩個工序，在普采面使用單滾筒與雙滾筒兩種采煤機工作方式［1]。其中，單滾筒采煤機的滾筒大多位于工作面的下端頭，而雙滾筒采煤機能夠解決工作面兩頭做缺口的工作量，這明顯有利于工作面技術(shù)管理。

1.2 炮采技術(shù)

通過該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)爆破落煤、爆破后人工裝煤、機械化運煤以及通過單體支柱支護工作空間頂板等。進入上個世紀八十年代之后，我國炮采技術(shù)得到了明顯的更新，通過防炮崩單體液壓支柱代替了摩擦式金屬支柱，使得工作空間得到了有效的控制。比如，落煤要求保證規(guī)定的循環(huán)進度，工作面要平直，不留任何底煤和頂煤，以此來減輕對頂板的破壞、降低炸藥與雷管的消耗等。

1.3 綜合機械化采煤技術(shù)

該技術(shù)指的是采煤工作面中所有的生產(chǎn)工序都實現(xiàn)了機械化連續(xù)作業(yè)。這一技術(shù)的應(yīng)用能夠較好的降低勞動強度，提高產(chǎn)量和生產(chǎn)的安全性，綜合機械化采煤技術(shù)被認為是目前最為先進的采煤技術(shù)［2]。其具體內(nèi)容包括運煤、工作面支護與采空區(qū)處理等。其中，割煤工序又涉及到破煤與裝煤。為了適應(yīng)采高的變化和煤層頂?shù)装宓钠鸱?，一般采用可調(diào)高的雙滾筒采煤機進行割煤。

1.4 連采技術(shù)

該技術(shù)是作為綜合機械化采煤的一種補充形式出現(xiàn)的。在適當?shù)臈l件下，對連采技術(shù)的應(yīng)用，往往能夠取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。這一技術(shù)的特點是：它采用5-7m的煤房將待采煤層切割成正方形或者長方形的煤柱，煤柱的寬度由幾米到幾時米不等。當然，采煤過程要在煤房中進行，連續(xù)采煤機采煤能夠?qū)嵭芯虿珊弦弧?/p>

2 井下采煤工藝的適用條件

2.1 適用于普通采煤工藝的條件

普通型的采煤工藝在對地質(zhì)變化的適應(yīng)能力方面，比綜合采煤工藝的要強一些，工作面的搬遷也相對更加容易［3]。而對于小的地質(zhì)構(gòu)造或者形狀不規(guī)則、推進距離較短的工作面，這一工藝的優(yōu)勢就較難發(fā)揮出來，可是采用普通的采煤工藝就能夠較好的完成。

2.2 適用于爆破采煤工藝的條件

爆破采煤工藝具有操作技術(shù)容易掌握、適用性較強的特點，但是其勞動條件較差，單產(chǎn)的效率相對較低。根據(jù)我國的技術(shù)改革的政策，如果條件不適用于機械采煤的煤層，就能夠采用爆破采煤的工藝方式。在當前，我國的爆破采煤工藝大大多數(shù)都應(yīng)用在地質(zhì)構(gòu)造相對復(fù)雜與急傾斜的煤層之中。

2.3 適用于綜合采煤工藝的條件

綜合采煤技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)低耗、高效、安全、高產(chǎn)的生產(chǎn)，且勞動強度小、勞動條件好。但是，這種采煤工藝的劣勢也是十分明顯的，比如設(shè)備的價格比較昂貴，采煤的投入較高。從我國綜合采煤的生產(chǎn)的經(jīng)驗和目前的技術(shù)水平來看，綜合采煤技術(shù)適用在下述條件中：煤層傾角低于55度，構(gòu)造較為簡單，煤層的賦存相對穩(wěn)定等［4]。

2.4 適用于連續(xù)采煤工藝的條件

連續(xù)的采煤機房柱式的開采對煤層的地質(zhì)條件要求比較高，其應(yīng)用主要以如下條件為基礎(chǔ)：煤層傾角低于15度、薄和中厚的煤層、煤質(zhì)硬或者中硬、構(gòu)造相對簡單等。

3 井下采煤技術(shù)和工藝的選擇應(yīng)用

3.1 煤層的開采厚度

煤層的厚度過大就容易導致機械難以充分破壞，使煤礦的采出率過低;煤層的厚度太小，就容易超前冒頂，夾矸率也較大。大量的實踐證明，當頂煤的厚度過于薄時，就會容易發(fā)生超前冒頂。

3.2 煤層的開采深度

煤礦的頂煤冒放性和開采深度關(guān)系密切，煤層的開采深度越深，它的頂煤就越容易冒落。通過實踐和理論能夠計算出頂煤冒放性和開采深度的具體關(guān)系，找出一定的規(guī)律。在一般的采煤條件下，如果超出了400m的煤礦開采深度，就容易產(chǎn)生頂煤冒落。

3.3 煤層的開采強度

煤層的硬度系數(shù)用f值表示，頂煤的冒放性越好，f值就要越小于3［5]。煤層強度與煤層的抗壓強度、煤層的節(jié)理、內(nèi)外裂隙的發(fā)育程度相關(guān)，煤層整體強指的是存在不同程度的構(gòu)造裂隙與地質(zhì)弱面。

4 結(jié)束語

要想發(fā)展煤礦工業(yè)，就需要煤炭原料，在我國，煤礦資源豐富、種類齊全，有利于發(fā)展煤礦工業(yè)。通過本文的分析可知，改善我國采煤技術(shù)的發(fā)展狀況，完善我國現(xiàn)有的煤礦開采中井下采煤技術(shù)，就需要合理選擇井下采煤技術(shù)，在保障井下煤礦開采的安全前提下，促進我國煤礦開采事業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)較高的效益。

［1]樊心磊.井下采煤技術(shù)與采煤工藝的選擇應(yīng)用［J].中國新技術(shù)產(chǎn)品，2012(10)：160.

［2]侯昭君.井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇［J].煤炭技術(shù)，2008(12)：65-67.

［3]李峰.井下采煤生產(chǎn)技術(shù)及采煤方法的選擇研究［J].科技與企業(yè)，2012(1)：12-14.

［4]段錫平.關(guān)于井下采煤技術(shù)的選擇探討［J].百科論壇，2011(9)：9-10.

［5]溫千峰.淺議井下采煤技術(shù)的合理選擇［J].中國新技術(shù)產(chǎn)品，2012(16)：22-23.