井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇

王宏

[摘 要]井下采煤技術(shù)與采煤工藝是煤礦開采的兩大法寶，井下采煤技術(shù)和采煤工藝選擇的合理性與否將會(huì)直接決定井下采煤的效率，對(duì)煤礦企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有重要影響及意義。在煤炭開采中，根據(jù)煤礦資源實(shí)際情況，煤層構(gòu)造特點(diǎn)選擇合理的采煤技術(shù)還有采煤工藝，實(shí)現(xiàn)科學(xué)采煤，這是確保煤炭業(yè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展的基本保障。本文即對(duì)我國(guó)的采煤技術(shù)以及其發(fā)展的狀況進(jìn)行了簡(jiǎn)述，分析了當(dāng)前常見的井下采煤技術(shù)和采煤工藝，而后在此基礎(chǔ)之上提出了相應(yīng)的選擇原則，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)人士提供有益的借鑒。

[關(guān)鍵詞]采煤工藝；選擇；應(yīng)用；煤炭業(yè)

中圖分類號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）46-0046-01

我國(guó)有豐富的煤炭?jī)?chǔ)備，為煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的原料保障，隨著煤炭工業(yè)水平的逐步提高，我國(guó)逐步淘汰了落后的回采工藝，普通機(jī)械化及綜合機(jī)械化的采煤工藝與設(shè)備逐步得到了廣泛的應(yīng)用，采煤工業(yè)的機(jī)械化水平得到了極大提高。大力發(fā)展煤炭企業(yè)，需要努力提高井下采煤技術(shù)及采煤工藝的科技含量并選擇最為恰當(dāng)?shù)牟擅杭夹g(shù)和采煤工藝，本文對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)分析。

一、我國(guó)的采煤技術(shù)工藝發(fā)展?fàn)顩r

中國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量在世界上都是可觀的，作為煤炭?jī)?chǔ)量最為豐富的國(guó)家之一，截至2002年，中國(guó)目前已探明的煤炭保有量高達(dá)一億萬噸，除了在數(shù)量上占有優(yōu)勢(shì)外，中國(guó)煤炭的種類還非常齊全，這為中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有利的基礎(chǔ)條件。新中國(guó)成立以來，隨著科技的進(jìn)步、時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)煤炭工業(yè)也飛速發(fā)展。自改革開放以來，在煤炭開采的工藝上，我國(guó)逐步淘汰了落后的回采工藝，進(jìn)而研制并且推行了二十世紀(jì)六十年代發(fā)明的普通機(jī)械化采煤工藝，和二十世紀(jì)七十年代發(fā)明的綜合機(jī)械化的采煤工藝，逐漸的，這兩種工藝得到了廣泛的應(yīng)用，采煤工業(yè)的機(jī)械化水平也因此得到了極大的提高。改革開放以后，我國(guó)的采煤機(jī)械化發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)全新的階段，應(yīng)用并推廣了連采技術(shù)和裝備。在此之后，我國(guó)還發(fā)明研制了無鏈牽引式雙滾筒采煤機(jī)、“II”型長(zhǎng)鋼梁支護(hù)頂板、“雙速、側(cè)卸、封底式”輸送機(jī)等新型設(shè)備和工藝。經(jīng)過不斷的發(fā)展，我國(guó)煤炭技術(shù)的水平有了驚人的提高。頻繁更新的工藝與設(shè)備為煤礦開采提供了前提，使之向著電牽引、大功率、程序化闊步前進(jìn)。為日后的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、煤礦開采常用的采煤技術(shù)

1、綜合機(jī)械化采煤

這種技術(shù)指的是在井下采煤中全過程采用機(jī)械化系統(tǒng)作業(yè)，以最大程度降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高開采效率，又被稱為綜采技術(shù)。在綜采中又可以分為割煤、運(yùn)煤等工序，還包括工作面的支護(hù)及采空區(qū)的處理這些工序，在所有工序中都采用機(jī)械化作業(yè)。割煤中用滾筒式采煤機(jī)或者刨煤機(jī)進(jìn)行破煤及裝煤；利用刮板輸送機(jī)、可伸縮帶式的輸送機(jī)或者橋式轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)行運(yùn)煤，這些機(jī)械運(yùn)煤是同采煤機(jī)生產(chǎn)能力相匹配的。在工作面支護(hù)中，可以采用液壓支架進(jìn)行自動(dòng)的支護(hù)及互幫，幫助工作面前移，具體工作中又可以分為及時(shí)支護(hù)及滯后支護(hù)這兩種支護(hù)的方式。在采空區(qū)處理中，我們多采用全部垮落方法進(jìn)行，此方法簡(jiǎn)單易行，成本不高，使用比較普遍?？梢哉f這種綜采技術(shù)是我國(guó)未來井下采煤的重要發(fā)展方向。

2、爆破采煤技術(shù)

目前，煤礦企業(yè)應(yīng)用較多的爆破采煤技術(shù)主要包括四個(gè)過程，即：機(jī)械化運(yùn)煤，這一過程在爆破裝煤與運(yùn)煤過程中發(fā)揮了非常重要的作用，而同時(shí)在人力資源的分配與使用上也極大的降低了成本；工作面支護(hù)，該程序通常會(huì)借助組單體支柱來完成，而它的最終目標(biāo)就是可以最大限度的應(yīng)用工作時(shí)的空間；爆破落煤，而這一程序又包括打眼和落煤這兩部分，而由于地理位置不同，煤礦所呈現(xiàn)出來的特征也不同，所以在選擇炸藥和雷管時(shí)要因地而異。除此之外，還要在爆破工作未正式開始前明確相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，以便落煤這一步驟的正常進(jìn)行；人工裝煤，與其他程序相比，人工裝煤的速度就顯得比較慢了，而且其實(shí)際的勞動(dòng)強(qiáng)度也往往是非常大的。

3、普通機(jī)械化采煤

普通機(jī)械化采煤又稱普采技術(shù)，開采中所用的機(jī)械及處理工序同綜采相似，只是在采煤機(jī)的應(yīng)用上有所不同，綜采中使用刨煤式采煤機(jī)，而普采僅采用滾筒式采煤機(jī)。兩種采煤機(jī)的作用及工作原理有所不同，滾筒采煤機(jī)擁有良好的頂板穩(wěn)定性，裝煤效果好，特別是雙滾筒采煤機(jī)可以單向割煤，也能夠雙向割煤。

4、改造小煤礦技術(shù)

自煤礦開采發(fā)展以來，國(guó)家對(duì)此非常重視，并推出了小煤礦關(guān)閉的政策，為了保證施工的安全性，國(guó)家嚴(yán)格監(jiān)控生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備，及時(shí)淘汰落后的技術(shù)設(shè)備，并針對(duì)如何進(jìn)一步提高小煤礦的控制水平做了研究。

三、井下采煤工藝的合理選擇應(yīng)用

1、普采工藝

在普采過程中，開采的最大優(yōu)勢(shì)就是采煤操作中投入成本不高，開采經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)?？梢哉f在井下采煤應(yīng)用中，普采工藝有較強(qiáng)的實(shí)用性，對(duì)煤礦地質(zhì)有較強(qiáng)適應(yīng)性，我們將這種工藝多應(yīng)用在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，推進(jìn)距離不大的井下煤礦作業(yè)中。普采工藝操作簡(jiǎn)單，不需要花費(fèi)大量的資金去進(jìn)行工藝培訓(xùn)，且這種工藝同我國(guó)中小型煤礦企業(yè)的特點(diǎn)要求相符合，在這些企業(yè)的井下采煤中應(yīng)用最多。

2、綜合機(jī)械化采煤工藝

綜合機(jī)械化采煤工藝適合用于每層的賦存相對(duì)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、煤層的頂部和底部條件均良好、煤層的傾斜角小于55度的情況。綜合機(jī)械化采煤工藝的采用，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為工人減輕了負(fù)擔(dān)，吸引了更多務(wù)工人員；提高了采煤的效率，為企業(yè)和國(guó)家創(chuàng)造了利益；增強(qiáng)了安全性，使得工人在施工過程中更有安全保障，排解了工人的憂慮，減輕了工人的施工壓力。然而，綜合機(jī)械化采煤工藝的設(shè)備價(jià)格比較高，對(duì)于一般的企業(yè)來說，雖可創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)利益，但卻難以承受這樣的投資，這種工藝比較適合企業(yè)規(guī)模較大、管理水平較高、生產(chǎn)系統(tǒng)良好的工程。

3、連采工藝

連采工藝對(duì)煤層構(gòu)造有嚴(yán)格要求，在應(yīng)用中必須要仔細(xì)選擇應(yīng)用。要應(yīng)用連采工藝，煤層傾斜角度應(yīng)該保持在15°以下，且煤質(zhì)應(yīng)介于硬及中硬兩者之間，不能過軟?？梢哉f連采工藝之所以可以在井下開采中廣泛應(yīng)用，是由連采工藝本身功能性質(zhì)所決定的，連采工藝投入成本不高，開采過程安全，而這兩個(gè)特點(diǎn)是井下開采得以順利進(jìn)行的關(guān)鍵。然而任何事物都具有兩面性，連采工藝也不例外，連采工藝雖然能夠讓井下采煤有良好經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，但是這種開采工藝通風(fēng)不便，井下安全環(huán)境差，煤礦企業(yè)不便于進(jìn)行安全管理，煤礦資源的回收率不高。

4、炮采工藝

炮采工藝即為爆破采煤工藝，是指應(yīng)用爆破方式進(jìn)行工作面落煤，人工及機(jī)械裝煤，機(jī)械化運(yùn)煤，并使用單體支柱進(jìn)行工作面頂板支護(hù)的工藝。炮采工藝中的裝煤是一項(xiàng)獨(dú)立的工序，其他工序則與普采工藝基本相同，且由于其設(shè)備較為簡(jiǎn)單，對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的工作面較為適用。落煤要求爆破進(jìn)度準(zhǔn)確，工作面平直，煤塊破碎均勻，不留頂、底煤，不破壞頂板、不崩翻輸送機(jī)和支柱、并盡可能減少雷管及炸藥的使用量。因此，在爆破時(shí)應(yīng)根據(jù)煤層頂、底板的穩(wěn)定程度以及煤層硬度、厚度、裂隙燈情況，合理選擇鉆眼及爆破參數(shù)，采用煤電鉆打眼放炮。炮采工作面爆破落下的原煤，除一部分利用爆破裝入輸送機(jī)外，大部分由人工進(jìn)行裝載，少數(shù)礦井可使用裝煤機(jī)裝載。

結(jié)語：

總而言之，在進(jìn)行煤礦開采的過程中，需要從煤礦的實(shí)際情況出發(fā)，然后選擇合適的開采工藝以及技術(shù)，在提升開采率的基礎(chǔ)上提升煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。在積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召的同時(shí)，我們一定要用于創(chuàng)新，多與國(guó)際先進(jìn)科技人員交流，努力改善我國(guó)的井下采煤的現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁國(guó)棟.關(guān)于井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇的若干思考[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013，12：27-28.

[2] 唐志杰.井下采煤生產(chǎn)技術(shù)及采煤方法的選擇探析[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2014，02：116.

[3] 張寅鋒.滾筒式采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤及控制策略研究[D].浙江大學(xué)，2014.endprint