淺談井下采煤技術(shù)和工藝的選擇及應(yīng)用

摘要：開(kāi)采技術(shù)和工藝的選擇使用對(duì)井下采煤質(zhì)量和安全有著重影響，文章首先簡(jiǎn)單介紹了井下采煤技術(shù)，然后介紹了幾種實(shí)際中常用的井下采煤技術(shù)，最后對(duì)采煤工藝的選擇及應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：井下采煤技術(shù)；開(kāi)采工藝；綜采技術(shù)；炮采技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）15-0057-02

國(guó)內(nèi)煤炭資源較為豐富，主要有露天煤礦和井下煤礦兩種。露天煤礦開(kāi)采難度小，隨著開(kāi)采利用的增加，數(shù)量日益減少。井下開(kāi)采成了今后的主要趨勢(shì)，但受地質(zhì)、水文、天氣等條件影響，井下煤礦頗為復(fù)雜，稍有疏忽，極易出現(xiàn)安全事故。為減少危險(xiǎn)，對(duì)采煤技術(shù)及相關(guān)工藝提出了更高的要求。傳統(tǒng)的采煤方式效率低、產(chǎn)量少，容易造成資源浪費(fèi)，且安全性沒(méi)有良好保障。在當(dāng)前新形勢(shì)下，要提高競(jìng)爭(zhēng)力，必須加強(qiáng)對(duì)開(kāi)采技術(shù)和工藝的重視。

1井下采煤技術(shù)

煤炭是我國(guó)使用最多的能源，大多形成時(shí)間久遠(yuǎn)，且深埋地下。露天煤礦日益減少，為保證能源供應(yīng)，需加大對(duì)井下煤炭資源的開(kāi)采力度。實(shí)際作業(yè)中有著很大難度，需結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)水文狀況，以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件等諸多因素加以考慮，并制定適宜的開(kāi)采方案；煤礦的規(guī)模、類型、厚度等各有差異，應(yīng)選擇相應(yīng)的開(kāi)采技術(shù)，且技術(shù)水平不同，開(kāi)采速度及采收率也不同。開(kāi)采的效率和經(jīng)濟(jì)性是考慮的重點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)開(kāi)采，技術(shù)和設(shè)備起著基礎(chǔ)性作用。再加上科學(xué)的管理和有效的控制，方能實(shí)現(xiàn)目的，促進(jìn)國(guó)內(nèi)煤礦開(kāi)采行業(yè)的進(jìn)步。就國(guó)內(nèi)而言，自20世紀(jì)50年代，傳統(tǒng)的回采工藝逐漸被機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)所取代；到了80年代，機(jī)械化取得很大進(jìn)步，連采技術(shù)迅速推廣。隨著難度的增加，機(jī)械化采煤技術(shù)將邁向大功率和程序化的發(fā)展軌道。

2應(yīng)用較多的采煤技術(shù)

2.1綜采技術(shù)

即綜合機(jī)械化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)作業(yè)過(guò)程的機(jī)械化。井下開(kāi)采包括掘井、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，工作量大且?guī)в形ｋU(xiǎn)性。綜采技術(shù)通過(guò)機(jī)械作業(yè)減少勞動(dòng)量，也使得生產(chǎn)效率有所提升，安全性有所保障。在煤礦開(kāi)采中，該方式較為先進(jìn)，是我國(guó)未來(lái)采煤的主要技術(shù)。主要包括以下兩個(gè)工序：①割煤。常使用刨煤機(jī)或雙滾筒采煤機(jī)等機(jī)械設(shè)備，又可分為破煤、裝煤兩步。以雙滾筒采煤機(jī)為例，前后滾筒同時(shí)運(yùn)行，分別負(fù)責(zé)礦頂及下面的割煤工作。同時(shí)滾筒葉片會(huì)將切割下來(lái)的煤拋至運(yùn)輸機(jī)上，方便運(yùn)出。刨煤機(jī)也是一種割煤機(jī)械，但相比之下，穩(wěn)定性和開(kāi)采效率都有所不足，所以在軟煤地帶比較適用；②運(yùn)輸。割煤成功后，由運(yùn)輸機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)輸，然后利用帶式或橋式運(yùn)輸機(jī)將煤運(yùn)出。

2.2普采技術(shù)

即普通機(jī)械化技術(shù)，在小型煤礦開(kāi)采中使用較多。所有工序都依賴于傳統(tǒng)的機(jī)械方法，且落煤和裝煤工序可同時(shí)完成，其他如支護(hù)、運(yùn)煤等都和炮采工藝原理一致。在工作面作業(yè)時(shí)，使用的采煤機(jī)方式可分為兩類：①單滾筒采煤機(jī)。為避免下缺口過(guò)長(zhǎng)，多將滾筒設(shè)置在工作面下端，可起到較好的效果；②雙滾筒采煤機(jī)。其滾筒設(shè)置在工作面兩端，可起到減輕工作量的效果，而且有利于提高工作面的技術(shù)管理水平。

2.3連采技術(shù)

該技術(shù)也是全過(guò)程機(jī)械化作業(yè)，利用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行破煤和裝煤；然后利用伸縮輸送機(jī)或梭車負(fù)責(zé)運(yùn)煤；物料的搬運(yùn)以及作業(yè)面的清理等依靠鏟車完成；也通常采用錨桿支護(hù)頂板，效率較高。采煤作業(yè)多在煤房中開(kāi)展，所以應(yīng)提前建好煤房，數(shù)量為3~4個(gè)，并按照要求切割煤層，形成正方形或矩形的煤柱；接著綜合開(kāi)采及挖掘工藝對(duì)煤柱進(jìn)行回收。煤柱回收方式有多種，需結(jié)合實(shí)際情況而定。

2.4炮采技術(shù)

即以爆破的方式開(kāi)采煤礦，人力裝煤、皮帶運(yùn)輸，頂板使用單體支柱作為支撐。應(yīng)用中，炮眼尤為關(guān)鍵，若設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)影響到爆破效果。且爆破后會(huì)產(chǎn)生大量塵屑，所以爆破后需及時(shí)對(duì)開(kāi)采空區(qū)加以處理。

首先是爆破落煤，對(duì)精確度要求較為嚴(yán)格既要做到均勻粉碎煤礦，又要保證頂板、支護(hù)以及其他設(shè)備不會(huì)被破壞。且作業(yè)面要保持平直，炸藥使用量越少越好。這就要求作業(yè)人員應(yīng)提前做好準(zhǔn)備工作，全面了解煤層分布狀況、煤層厚度硬度、頂板承受能力等。接下來(lái)就是炮眼的鉆定，必須有極高的準(zhǔn)確度。其次為裝煤作業(yè)，爆破并不能將全部的煤都拋至運(yùn)輸機(jī)上，所以需要依靠人力完成其余裝煤作業(yè)；此外便是作業(yè)面的支護(hù)和采空區(qū)的處理，從當(dāng)前現(xiàn)狀來(lái)看，國(guó)內(nèi)的井煤支護(hù)仍有使用金屬摩擦支柱和單體液壓支柱的。為減少頂板懸漏面積、實(shí)現(xiàn)安全采煤，必須及時(shí)清理采空區(qū)，如使用全部垮落法等。

3關(guān)于井下采煤工藝的選擇及應(yīng)用

井下采煤具有一定的難度，在長(zhǎng)期實(shí)踐探索中，技術(shù)頻繁更新，工藝的選擇性也不斷增多。采煤工藝的使用狀況與最終開(kāi)采效率密切相關(guān)，故應(yīng)結(jié)合實(shí)際要求做出正確的選擇。另外，多數(shù)井下煤礦都應(yīng)多層次開(kāi)采，這要求根據(jù)階段的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的工藝。

3.1綜合采煤工藝選擇

對(duì)于煤層賦存穩(wěn)定且儲(chǔ)存量大、生產(chǎn)能力較強(qiáng)的煤礦企業(yè)，多會(huì)采用綜合采煤工藝。但其設(shè)備價(jià)格高，需要足夠的資金投入，中小型企業(yè)一般不會(huì)使用此工藝。所以相對(duì)來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用率偏低。在大型煤礦企業(yè)中，此工藝則具有諸多優(yōu)勢(shì)，如效率高、損耗少、采收量高，且安全有良好的保障，加上勞動(dòng)量的減輕，可為企業(yè)節(jié)約不少成本。此工藝多應(yīng)用在緩傾斜煤層中，含煤量較高且煤層地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單的煤礦中，通過(guò)科學(xué)的利用，可完善煤礦內(nèi)部的整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于煤礦開(kāi)采操作的統(tǒng)一管理。

3.2普通采煤工藝選擇

幾種工藝相比之下，普通工藝的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在成本投入較低，對(duì)很多煤礦企業(yè)而言都具有良好的經(jīng)濟(jì)性。其實(shí)用性較強(qiáng)，不僅如此，該工藝對(duì)煤礦地質(zhì)的適應(yīng)能力較強(qiáng)，這種開(kāi)采工藝主要適用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且推進(jìn)距離短的井下作業(yè)面。該工藝操作簡(jiǎn)單，無(wú)需專業(yè)的培訓(xùn)，可節(jié)約成本。

3.3連采工藝選擇

對(duì)煤層構(gòu)造有著嚴(yán)格要求，如煤層傾斜角應(yīng)<15 #778;，煤質(zhì)在硬和中硬之間。此工藝成本少，而且安全性高，可解決井下開(kāi)采的許多問(wèn)題。雖具有諸多優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際應(yīng)用中仍存在著很多弊端，如回收率低，通風(fēng)條件較差等，還應(yīng)加強(qiáng)管理。

3.4 炮采工藝選擇

爆破采煤工藝具有實(shí)用性強(qiáng)、技術(shù)成本低及生產(chǎn)管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但同時(shí)它也存在一定的局限性。其局限性主要體現(xiàn)在爆破采煤工藝勞動(dòng)條件較差，并且其單產(chǎn)效率較低。這種工藝常用于機(jī)械設(shè)備無(wú)法開(kāi)采的煤層中，一般此類煤礦的地質(zhì)構(gòu)造都比較復(fù)雜，實(shí)際開(kāi)采中有很大的難度。

4結(jié)語(yǔ)

井下采煤是當(dāng)前及以后獲取煤炭資源的主要方式，但其自身帶有很大的危險(xiǎn)，實(shí)際開(kāi)采頗為復(fù)雜。所以為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)、快速的煤礦開(kāi)采，必須引進(jìn)先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)，并正確選擇相適應(yīng)的開(kāi)采工藝。而且，在使用前應(yīng)做好提前考察工作，估計(jì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，并加以防范，進(jìn)而提高開(kāi)采水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉祖德，何維.井下采煤技術(shù)方法選擇及影響因素分析[J].民營(yíng)科技，2012，(4).

[2] 張浩.淺談采煤技術(shù)應(yīng)用及采煤方法研究[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2012，(1).

[3] 龐鳳嶺.淺析我國(guó)采煤技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，(11).

[4] 陳海龍.對(duì)井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇的簡(jiǎn)述[J].中國(guó)科技投資，2014，(3).