新形勢下采煤技術(shù)在煤礦開采中的運(yùn)用研究

李超

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)發(fā)展和快速進(jìn)步，我國在能源消費(fèi)領(lǐng)域?qū)γ禾抠Y源的需求量依舊處于較高態(tài)勢。為了更好地滿足快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會生活對煤炭的旺盛需求，要求廣大煤礦開采企業(yè)能夠科學(xué)合理地運(yùn)用諸多發(fā)達(dá)的煤炭開采技術(shù)，這樣才能更好地提升煤炭開采的效率和質(zhì)量。巧妙地利用日益發(fā)達(dá)的開采技術(shù)，能夠在一定程度上減少開采成本、提升煤炭開采速率，在此過程中，還要充分地發(fā)揮相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息處理性能以及圖形處理能力。文章分析了在煤礦開采過程中常見的壁式采煤法以及房柱式采煤法，此外探討了煤礦井下的具體采煤生產(chǎn)技術(shù)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)單位和研究員提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：新形勢；采煤技術(shù)；煤礦開采；運(yùn)用

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0042-02

從我國當(dāng)前能源消耗結(jié)構(gòu)來看，煤炭資源所占的比例依舊比較高，對我國經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步與發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。我國在使用和研究煤炭開采方面的歷史十分悠久。例如，我國早在北宋時(shí)期已開始研究采煤技術(shù)以及應(yīng)用，從當(dāng)前來看，我國依舊是世界性產(chǎn)煤大國，在煤炭開采技術(shù)方面的技術(shù)比較先進(jìn)。然而，我國復(fù)雜的地質(zhì)條件造成了煤炭資源多元化的存在方式，形成了獨(dú)特性煤層，重點(diǎn)可以劃分為急斜煤層、傾斜煤層以及緩斜煤層。為了更好地適應(yīng)這種儲藏特征，我國也積極地調(diào)整了采煤技術(shù)的研究和運(yùn)用方向。從我國的煤炭開采實(shí)踐來看，已經(jīng)全面研發(fā)以及運(yùn)用了符合我國國情的煤炭開采技術(shù)以及工藝，而且在總體上完成了煤炭開采的機(jī)械化，極大地提升了采煤的產(chǎn)量以及效率，很好地改善了煤礦開采的安全條件。從當(dāng)前全球范圍內(nèi)相關(guān)采煤大國所運(yùn)用的采煤技術(shù)來看，總體上涵蓋了以下兩大類別：壁式與柱式。筆者注意到，這兩類采煤技術(shù)的采煤系統(tǒng)以及采煤工藝都存在較大差異。對我國諸多煤礦開采企業(yè)來看，主要運(yùn)用壁式采煤法來完成煤炭開采工作。

1 煤礦開采中常見的壁式采煤法以及房柱式采煤法

1.1 壁式采煤法

從壁式采煤法來看，通常涵蓋了下列類型：走向長壁、傾斜長壁、傾斜分層、長壁放頂煤、水平分層、掩護(hù)支架、偽傾斜柔性掩護(hù)支架、倒臺階、正臺階以及斜切分層等不同的壁式采煤法等。本文重點(diǎn)分析了偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法。從這種采煤方式來看，在進(jìn)行采面布置的過程中，需要呈現(xiàn)出直線偽斜的相關(guān)狀態(tài)，要順著采面走向持續(xù)地向前推進(jìn)。在采空區(qū)的位置上，要借助于柔性掩護(hù)支架，對其進(jìn)行行之有效的隔離活動。在煤炭工作開采煤炭的過程中，事實(shí)上就是以柔性支架為主要掩護(hù)而開展開采活動的。從此種開采方式來看，它的特征是有著簡單而有效的生產(chǎn)系統(tǒng)、較緩的傾角，工作面也比較長等。在此過程中還要看到，偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法隔開了采空區(qū)以及開采工作區(qū)，它能夠保證在開采過程中一定程度上的安全性，其次，它能夠最大限度地減少煤炭開采者所承擔(dān)的工作強(qiáng)度，而且也極大地降低了管理層在煤炭開采管理方面的難度。一般情況下，偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法都是被大量地運(yùn)用在厚度變化非常小的煤層中，而且這些煤層所埋藏的位置和穩(wěn)定性都是相對較好的。其中尤其要關(guān)注的事情是，在回采煤炭的過程中，要注意處理好進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷位置的支架問題。對后者來說，要持續(xù)地延長支架，對前者來說，要持續(xù)不斷地拆除它的支架，如果煤炭開采的工作面非?？拷蓞^(qū)所界定的范圍時(shí)，就務(wù)必根據(jù)相關(guān)規(guī)定，回收全部支架。

在布置巷道的過程時(shí)，不但能夠運(yùn)用單翼進(jìn)行布置，而且也可以采取雙翼的方式進(jìn)行布置。通常情況下，大部分都是采取雙翼的方式進(jìn)行布置。從采區(qū)一翼來看，大部分的長度通常都是在大約300 m，當(dāng)然也有的布置長度超過看500 m。從階段垂高來看，一般情況下都是保持在大概110 m。在靠近開采區(qū)的范圍內(nèi)，通常情況下都是按照實(shí)際情況，把它劃分成了多個不同的區(qū)段，而且還要控制每區(qū)段的高度，大概都是在20～40 m的范圍內(nèi)。如果地質(zhì)條件是相對簡單的，還能夠?qū)⒚總€區(qū)段的高度放寬，大概可以達(dá)到50 m。

1.2 房柱式采煤法

在開采煤炭的過程中，房柱式采煤法的運(yùn)用通常都是如下進(jìn)行的：首先要順著巷道，根據(jù)事先確定的距離，進(jìn)行相應(yīng)的開采活動，如果在煤房開采到邊界位置的情況下，首先要采取后退的方式，將煤房之間的全部煤柱都采出來，這種采煤方式叫做房柱式采煤法。從房柱式采煤法的優(yōu)勢來看，它對采煤設(shè)備的投資要求比較小、能夠快速出煤、建設(shè)所需要的周期非常短，而且所需要的支護(hù)也比較簡單。從它的缺點(diǎn)來看，一般情況下房柱式采煤法的采出率比較低，存在著嚴(yán)重的漏風(fēng)情況，通風(fēng)條件也是非常差等。從這種采煤法來看，大部分都被運(yùn)用在下列狀況中：

①在開采深度較淺的煤層過程中。

②需要開采的煤層有著較為簡單的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、傾斜角<10 ？觷。

③在開采中厚及薄煤層中，有著相對穩(wěn)定的頂板。

從這種采煤方式來看，整體上可以劃分為以下兩種：

①房式采煤法，從這種采煤方式來看，要順著巷道，根據(jù)所規(guī)定的一定距離，開展煤房的開采活動，而且還要在煤房間預(yù)留出足以對頂板進(jìn)行支撐的空間。

②倉儲采煤法，在開采急斜煤層的過程中，如果煤層出現(xiàn)了落采情況，要將所開采的落采煤炭暫時(shí)性地存放在已完成開采的空間中，在采完看倉房中的所有煤炭后，再根據(jù)先后順序，逐一放出提前存放在已完成開采的空間中的煤炭。

2 煤礦井下的具體采煤生產(chǎn)技術(shù)

2.1 爆破采煤技術(shù)

從爆破采煤技術(shù)來看，通常都會遵循下列步驟進(jìn)行開采：首先就是機(jī)械化運(yùn)煤。在爆破裝煤以及運(yùn)煤的過程中，機(jī)械化運(yùn)煤能夠很好地發(fā)揮自身的優(yōu)勢，非常明顯地降低煤炭開采工人所消耗的體力勞動。其次，要進(jìn)行工作面支護(hù)，從這種爆破采煤技術(shù)的工作環(huán)境來看，通常情況下都是憑借單體支柱來完成，如此以來可以對工作空間進(jìn)行更好地控制。然后，要開展爆破落煤環(huán)節(jié)。通常情況下涵蓋了兩個不同的操作流程：打眼以及落煤，按照地方煤礦的不同特征，有針對性地選擇雷管以及炸藥。在此過程中，還要在進(jìn)行爆破前，將準(zhǔn)備打眼爆破的相關(guān)參數(shù)、裝炸藥的位置、所需要的雷管數(shù)量以及安裝炮眼的精準(zhǔn)布置等都開展精確的計(jì)算，獲得準(zhǔn)確無誤的結(jié)果，這樣才能更好地符合落煤的需要。最后，要開展人工裝煤。人工裝煤顯得非常緩慢，在此過程中，也可以顯而易見地看出，勞動強(qiáng)度要在很大程度上超過了采煤工人以及開采管理層的預(yù)期。

2.2 水力采煤技術(shù)

從綜合性機(jī)械化采煤技術(shù)來看，能夠在采煤過程中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)的連續(xù)性、機(jī)械化和系統(tǒng)性。如此以來，不但能夠很好地提升采煤工作的速度，而且還可以在相當(dāng)程度上保證井下作業(yè)人員的生命安全。從綜合性機(jī)械化采煤技術(shù)來看，它涵蓋了較多工序，例如工作面支護(hù)、割煤、運(yùn)煤以及采空區(qū)處理等，而且都可以運(yùn)用機(jī)械化操作來完成上述工序。其中，運(yùn)煤涉及到裝煤以及破煤；在運(yùn)煤過程中，可以運(yùn)用刮板輸送機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)以及橋式轉(zhuǎn)載機(jī)等有關(guān)設(shè)備。但是從工作面支護(hù)環(huán)節(jié)來看，液壓支架是此操作流程所用到的主要設(shè)備，液壓支架在高壓液體的作用，能夠自動完成支護(hù)護(hù)幫以及前移的相關(guān)操作。

2.3 綜合性機(jī)械化采煤技術(shù)

此技術(shù)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、連續(xù)性以及系統(tǒng)性的作業(yè)，這樣可以在一定程度上提高采煤的工作效率同時(shí)，還能為井下作業(yè)人員生命安全提供可靠保障。此采煤技術(shù)包含割煤、運(yùn)煤、工作面支護(hù)以及采空區(qū)處理等相關(guān)工序，以上工序都能進(jìn)行機(jī)械化操作。其中運(yùn)煤牽涉到破煤以及裝煤。運(yùn)煤采用刮板輸送機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)以及可伸縮帶式輸送機(jī)等相關(guān)設(shè)備然而工作面支護(hù)使用的設(shè)備主要使用液壓支架，此支架是在高壓液體的作用下實(shí)現(xiàn)支護(hù)護(hù)幫和前移工作的自動完成。

2.4 普通機(jī)械化井下采煤技術(shù)

從普通機(jī)械化井下采煤技術(shù)來看，它要運(yùn)用采煤機(jī)械。從這種角度進(jìn)行觀察，這種技術(shù)非常類似于綜合性機(jī)械化采煤技術(shù)的相關(guān)處理工序。然而，這種技術(shù)所運(yùn)用的采煤機(jī)屬于有所差異的普通機(jī)械化井下采煤技術(shù)。它并沒有運(yùn)用刨煤式采煤機(jī)，只運(yùn)用了滾筒式采煤機(jī)。從上述兩種采煤技術(shù)的工作原理來看，存在著一定的差異。其中雙滾筒型采煤機(jī)能夠通過單向地實(shí)施割煤，從而完成雙向割煤的操作。此外，還要考慮到，滾筒式采煤機(jī)有著更好的裝煤效果，它的頂板也有著較為顯著的穩(wěn)定性，優(yōu)勢十分明顯。

2.5 放頂煤采煤法

從放頂煤采煤法的相關(guān)流程來看，要在厚煤層中順著煤層的底部布置，設(shè)定長臂工作面的采高為2～3 m。通常情況下，運(yùn)用回采方式，借助礦山壓力，再輔以人工松動的操作，盡可能地使支架上方頂煤破碎后，之后從支架后方將煤放出。這種采煤方式有著諸多優(yōu)勢：它能夠很好地節(jié)約在采煤過程中所需要的成本，能夠在一定程度上提升采煤的工作效率等。這種方法通常都是運(yùn)用在煤層較厚的情況下。如果頂煤厚度非常小，就可能會易于出現(xiàn)超前冒頂現(xiàn)象。從頂煤破碎的情況來看，一般情況下都是套通過頂板巖層的壓力以及支架反復(fù)支撐的作用。因此，要求厚煤層的煤的堅(jiān)固性系數(shù)比較低，一般都要維持在3以下，而且還能夠很好地使用在傾角不太大的厚煤層。但是，從這種采煤方式的劣勢來看，資源的回收率非常低。

3 結(jié) 語

從本文的研究內(nèi)容可以看出，我國在煤礦開采過程中能夠很好地結(jié)合我國煤炭資源的分布情況，選擇有針對性的開采技術(shù)。對我國來說，還要持續(xù)地完善和總結(jié)其中的技術(shù)問題，這樣才能更好地促進(jìn)采煤技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，更好地提升采煤過程中的安全性以及高效性。我國的煤礦開采企業(yè)在開采技術(shù)領(lǐng)域才能邁上新臺階，讓開采技術(shù)能夠體現(xiàn)出低事故以及高效率的發(fā)展方向。

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