井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇分析

靳博

摘要：我國(guó)是世界上的煤炭資源大國(guó)，煤炭資源的使用是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)之一?？茖W(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)使得采煤技術(shù)發(fā)生了巨大的變化，使其從人工開采逐漸走向了機(jī)器開采、智能化開采的光明大道，同時(shí)，對(duì)采煤技術(shù)以及采煤工藝也有了更深一層的認(rèn)識(shí)，怎樣提高采煤技術(shù)、優(yōu)化采煤工藝，是煤炭企業(yè)及煤炭行業(yè)工作者必須面對(duì)的重要課題。文章就井下采煤技術(shù)以及如何選擇采煤工藝的問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：井下；采煤技術(shù)；采煤工藝；煤炭資源；智能化開采；煤炭企業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD823 文章編號(hào)：1009-2374（2015）01-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0076

作為世界上煤炭資源最豐富的國(guó)家之一，我國(guó)具有豐富的煤炭?jī)?chǔ)存量以及煤炭種類，這些都是我國(guó)發(fā)展煤炭產(chǎn)業(yè)以及利用煤炭資源推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。得益于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采煤技術(shù)也在不斷推進(jìn)，但總的來說，我國(guó)的采煤技術(shù)仍然依循著傳統(tǒng)的原理，因此，分析目前采煤所使用的技術(shù)以及工藝，探究如何根據(jù)具體的煤炭開采情況對(duì)這些技術(shù)以及工藝進(jìn)行選擇，是當(dāng)前一個(gè)階段所要進(jìn)行的必要工作。

1 井下采煤技術(shù)及采煤工藝方式簡(jiǎn)析

1.1 綜采

綜采技術(shù)或稱綜采工藝，指的就是指綜合機(jī)械化煤炭開采技術(shù)或采煤工藝，具體來說，就是指采煤工作的方方面面，即所有生產(chǎn)工序的連續(xù)作業(yè)都采用了機(jī)械化的方式，采用了采煤的工藝系統(tǒng)，這是采煤技術(shù)及工藝的一個(gè)發(fā)展方向，并且在所有的發(fā)展方向中處于極其重要的地位。

1.1.1 割煤。在采煤的整個(gè)過程當(dāng)中，最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是割煤，割煤這一環(huán)節(jié)包括了兩個(gè)工序——破煤以及裝煤，這一環(huán)節(jié)主要采用滾筒式的采煤機(jī)及刨煤機(jī)兩種設(shè)備。在煤層頂?shù)装逵懈叩推鸱筒筛哂凶兓臈l件下，通常使用雙滾筒的采煤機(jī)，而與之相較，刨煤機(jī)的性能就要差得多，不僅生產(chǎn)率低，而且不穩(wěn)定，除了軟煤層，刨煤機(jī)無法勝任其他情況的煤炭開采。

1.1.2 運(yùn)煤。經(jīng)過割煤這一環(huán)節(jié)之后，就開始運(yùn)煤，通過采煤機(jī)割下煤炭之后，就可以裝入刮板輸送機(jī)中，再經(jīng)過橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮的帶式輸送機(jī)等設(shè)備將煤炭運(yùn)出綜采工作面，要注意的是，刮板輸送機(jī)必須要有同采煤機(jī)生產(chǎn)能力所相匹配的運(yùn)送能力，一般來說，輸送機(jī)的能力會(huì)比采煤機(jī)略大。

1.1.3 工作面支護(hù)以及采空區(qū)處理。工作面一般采用以高壓液體作為動(dòng)力的液壓支架，可以自行完成多種工序。一般來說，可以將工作面支護(hù)分為兩種方式——及時(shí)支護(hù)以及滯后支護(hù)。對(duì)采空區(qū)的處理方法有很多種，通常情況下，成本較低，較為簡(jiǎn)單，相對(duì)可靠的全部跨落法會(huì)被用來處理采空區(qū)。

1.2 普采

普采技術(shù)或者稱普采工藝就是指普通的機(jī)械化采煤技術(shù)，就是運(yùn)用采煤機(jī)來使破煤工序以及裝煤工序同時(shí)完成，與綜采的不同在于支護(hù)方面，這一工藝的支護(hù)工序是由人工來完成的，因此，普采技術(shù)需要更多的體力勞動(dòng)，技術(shù)效果、經(jīng)濟(jì)效率、安全程度等方面要遠(yuǎn)低于綜采，但由于人力勞動(dòng)所占比例相對(duì)較大，因此這種技術(shù)的適應(yīng)性要高于綜采技術(shù)。

1.3 炮采

炮采技術(shù)或炮采工藝就是爆破采煤技術(shù)，這一技術(shù)使用爆破的方法來落煤，裝煤則使用體力勞動(dòng)，到了運(yùn)煤這一工序，則是使用機(jī)械化操作手段。這一技術(shù)一般適用于復(fù)雜的地質(zhì)條件。關(guān)于炮采工藝的支護(hù)方面，主要有三種形式的布置方式——單柱、對(duì)柱和密集支柱。

1.3.1 爆破落煤。在炮采工藝中，對(duì)于爆破落煤所要求有三個(gè)方面：一是爆破進(jìn)度的準(zhǔn)確度；二是煤塊破碎的均勻度；三是對(duì)頂板的破壞度、頂?shù)酌旱臍埩舳取Ｒ罁?jù)這三個(gè)方面的要求，在實(shí)際操作中，必須實(shí)地考察煤層情況，根據(jù)煤層的具體情況來進(jìn)行爆破落煤，近些年來普遍使用的毫秒爆破技術(shù)大大地提高了爆破的效果，在縮短了爆破時(shí)間的同時(shí)，更提高了煤塊的產(chǎn)

出率。

1.3.2 裝煤。使用炮采工藝時(shí)，在裝煤工序這一環(huán)節(jié)中，一般會(huì)采用三種方式——輸送機(jī)裝煤、人工裝煤和裝煤機(jī)裝煤，其中，人工裝煤的方式采用得最多。

1.4 連采

連續(xù)采煤技術(shù)又稱連采，是指用連續(xù)采煤機(jī)來完成煤房工作面的兩道工序——破煤和裝煤，運(yùn)煤采用梭車或者可伸縮輸送機(jī)，支護(hù)方面采用錨桿，物料搬運(yùn)以及工作面的清理則使用鏟車，連采這一技術(shù)從破煤、裝煤到運(yùn)煤以及支護(hù)等各個(gè)工序的作業(yè)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。

2 井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇

采煤效率高、安全性高、經(jīng)濟(jì)效益好是井下采礦的基本原則，因此，選擇采煤技術(shù)及采煤工藝應(yīng)當(dāng)綜合考慮煤層含煤量的多少、礦井的生產(chǎn)狀況、管理層的領(lǐng)導(dǎo)水平以及設(shè)備數(shù)量級(jí)和質(zhì)量等多種因素。我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜，煤礦所在地的環(huán)境有時(shí)也可能非常復(fù)雜，就現(xiàn)有煤礦來說，很多煤礦都在進(jìn)行多層次的開發(fā)和采集，如何根據(jù)具體情況來選擇恰當(dāng)?shù)牟擅杭夹g(shù)和采煤工藝，是決定煤礦開采工作的關(guān)鍵因素。

2.1 適于選擇綜采技術(shù)的條件

綜采的機(jī)械化水平較高，因此在采煤的成本中，用于機(jī)械設(shè)備的費(fèi)用較多，但與人工相比，機(jī)械化作業(yè)的能耗較低效率更高，生產(chǎn)更加安全，煤炭產(chǎn)出量也更大，這大大降低了煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地改善了工人的勞動(dòng)條件，因此，這種方式相比于其他幾種技術(shù)來說，仍然具有它自身的優(yōu)勢(shì)。選擇綜采技術(shù)，還能夠有效地改善礦井整體的生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)水平。在煤層賦存相對(duì)穩(wěn)定，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，頂和底的條件相對(duì)良好，并且煤層傾斜的角度不高于55°的條件下，比較適合選擇綜采技術(shù)來進(jìn)行井下作業(yè)。

2.2 適于采用普采技術(shù)的條件

與綜采技術(shù)相比較而言，普采技術(shù)用于設(shè)備上的成本較低，基本只占到綜采的四分之一，但是使用這種工藝，其開采量仍能達(dá)到使用綜采技術(shù)的三分之一甚至一半，因此，普采工藝比較而言，實(shí)用性更強(qiáng)。一般來說，在地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育，形狀相對(duì)不規(guī)則，推進(jìn)距離比較短的工作面的條件下，普采工藝的應(yīng)用比較廣泛。此外，普采的優(yōu)點(diǎn)還在于其操作簡(jiǎn)單易懂，這一點(diǎn)大大降低了工人培訓(xùn)方面的成本，是我國(guó)中小型的煤礦企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的一個(gè)方向。

2.3 適于采用炮采技術(shù)的條件

炮采工藝具有操作簡(jiǎn)單易學(xué)、適用性較強(qiáng)、管理較簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其勞動(dòng)條件相對(duì)較差、單產(chǎn)效率相對(duì)較低的缺點(diǎn)也是顯而易見的。就目前的煤礦開采行業(yè)來說，在煤層開采中無法使用機(jī)械的情況下，都可以使用爆破開采，因此，破采技術(shù)通常適用于地質(zhì)構(gòu)造過于復(fù)雜、煤層傾斜過急的條件。

2.4 適于采用連采技術(shù)的條件

安全性高以及成本較低是連采工藝的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)還有機(jī)械化程度較高、適應(yīng)性相對(duì)較好、煤速度相對(duì)較快，其缺點(diǎn)在于煤炭資源的回收率低、通風(fēng)條件較差。在煤層傾斜角度低于15°且是較薄或者中厚煤層、煤質(zhì)中硬或者硬、開采結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、技術(shù)要求低、開采深度相對(duì)較淺的條件下，連采工藝才能使用。一般在實(shí)際開采中，這種技術(shù)主要用于開采近水平煤層，多用于大型或者中型煤礦開采的一種輔助方式。

3 結(jié)語

井下采煤技術(shù)與采煤工藝是煤礦企業(yè)進(jìn)行煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵，如何選擇采煤技術(shù)和采煤工藝，使井下采煤安全高效地運(yùn)作，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化，是每個(gè)煤礦企業(yè)都無法回避的重要問題，分析每種采煤技術(shù)和采煤工藝的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，綜合考察煤層的實(shí)際情況、設(shè)備的狀況以及企業(yè)的成本承受能力，將采煤技術(shù)與實(shí)際情況相結(jié)合，依據(jù)環(huán)保、安全、高效的原則，才能選出實(shí)用性最強(qiáng)的工藝。

參考文獻(xiàn)

[1] 王林堂.井下采煤技術(shù)探討及采煤工藝分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012，（28）.

[2] 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）.

[3] 王金立.淺議煤礦開采中井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，（6）.

[4] 郝忠軍.井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2007，（13）.

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint