井下采煤技術(shù)和工藝的選擇及應(yīng)用

摘要：目前，井下采煤工程大多機(jī)械操作，結(jié)合施工過(guò)程中對(duì)煤礦巷道的結(jié)構(gòu)處理和不同煤礦層面的排列，將自動(dòng)控制系統(tǒng)與人工技術(shù)操作聯(lián)合，確保采煤工程能夠?qū)崟r(shí)高效地完成。井下采煤技術(shù)和工藝的選擇及應(yīng)用關(guān)系到能源的儲(chǔ)備問(wèn)題，關(guān)系到機(jī)械工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，因此，合理選擇采煤技術(shù)及工藝是保證先進(jìn)企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：井下采煤工程；煤礦巷道；結(jié)構(gòu)處理；煤礦層面排列；自動(dòng)控制系統(tǒng)；人工技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD823 文章編號(hào)：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，科技水平不斷提高，井下采煤工程作為煤礦開(kāi)采事業(yè)的一部分，跟隨時(shí)代潮流，在開(kāi)采過(guò)程中逐漸引入新技術(shù)、新工藝。新的采煤技術(shù)和工藝使得煤礦開(kāi)采事業(yè)發(fā)生了根本的改變，同時(shí)提升了井下采煤的效率，減小了采煤工程的成本。井下采煤機(jī)械化的提高，要求具有可靠的技術(shù)支持，在確保安全開(kāi)采的前提下，追求生產(chǎn)效益。井下采煤工程利用高效的開(kāi)采加工技術(shù)，努力建設(shè)高度集中的集約型煤礦。井下采煤工程的技術(shù)和工藝合理的選擇及應(yīng)用，不僅能夠擴(kuò)大采煤技術(shù)及工藝的應(yīng)用范圍，同時(shí)能夠有效提高技術(shù)及工藝的應(yīng)用水平，進(jìn)一步提升整個(gè)煤礦開(kāi)采事業(yè)的技術(shù)設(shè)備及其工藝。

2 井下采煤技術(shù)和工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，根據(jù)已明確的能量?jī)?chǔ)蓄情況來(lái)看，我國(guó)是現(xiàn)階段煤礦資源極為豐富的國(guó)家之一，煤炭資源占有量非常大。同時(shí)，由于我國(guó)煤礦分布密集以及煤礦種類多樣等優(yōu)勢(shì)，使得我國(guó)在煤礦開(kāi)采技術(shù)和工藝的研究更加深入，為煤礦開(kāi)采事業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，帶動(dòng)了煤礦開(kāi)采事業(yè)向著更高的方向發(fā)展。煤礦開(kāi)采工程從落后的回采技術(shù)工藝逐步發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)工藝進(jìn)行改革和創(chuàng)新。在普通機(jī)械采煤的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深化發(fā)展，將綜合機(jī)械采煤技術(shù)工藝及其相關(guān)設(shè)備投入到井下采煤工程中，推動(dòng)了我國(guó)煤礦開(kāi)采事業(yè)的穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展。如今，我國(guó)煤礦開(kāi)采事業(yè)發(fā)展更為迅速，井下采煤工程越來(lái)越復(fù)雜，采用合理的采煤技術(shù)和工藝是煤礦開(kāi)采工程的關(guān)鍵。先進(jìn)的技術(shù)工藝，伴隨著高科技的機(jī)械化控制設(shè)備，推動(dòng)井下采煤工程向著集成化、綜合化、程序化的高度發(fā)展。

3 井下采煤技術(shù)的分類和應(yīng)用

在煤礦開(kāi)采事業(yè)中，井下采煤技術(shù)是煤礦業(yè)的重要組成部分?，F(xiàn)階段，我國(guó)的井下采煤技術(shù)包括以下七種：

3.1 煤礦井下長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)

井下長(zhǎng)壁采煤技術(shù)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，能夠大幅度地提高煤礦開(kāi)采的效率，并且在采煤過(guò)程中長(zhǎng)壁采煤技術(shù)具有較高的穩(wěn)定性。另外，將長(zhǎng)壁采煤技術(shù)應(yīng)用到綜合采煤工藝中，通過(guò)增強(qiáng)綜合采煤液壓支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保護(hù)千斤頂，防止被破壞，這在一定程度上保證了井下采煤工程的安全性。由于井下煤礦薄煤層的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)這部分煤礦的開(kāi)采需要采用大功率、大體積且性能可靠的采煤設(shè)備，同時(shí)確保所采用的機(jī)械設(shè)備跟開(kāi)采技術(shù)相匹配，因此，煤礦長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)對(duì)于傾斜度相對(duì)比較小的薄煤層是比較合適的技術(shù)選擇。

3.2 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)能夠滿足井下采煤工程中的采煤效率需求，同時(shí)能夠匹配相應(yīng)的采煤設(shè)備。提升錨桿支護(hù)技術(shù)在井下采煤工程的應(yīng)用，不僅有利于最大程度地提高煤礦開(kāi)采的效率，而且對(duì)于保證井下煤礦開(kāi)采事業(yè)的安全也是極為重要的。錨桿支護(hù)技術(shù)的選擇及應(yīng)用，是井下煤礦開(kāi)采工程由原始的工程操作向先進(jìn)的機(jī)械化轉(zhuǎn)變的標(biāo)志之一。

3.3 井下硬頂板控制采煤技術(shù)

硬頂板的控制采煤技術(shù)主要是通過(guò)巖層定向水力和壓力導(dǎo)致的傾斜深孔爆破及壓裂，對(duì)硬頂板進(jìn)行處理，硬頂板是掩埋在地下，地壓小。硬頂板控制技術(shù)的采用提高了煤礦開(kāi)采的回收利用率，滿足隨時(shí)進(jìn)行煤礦開(kāi)采的需要。硬頂板控制技術(shù)按照一定的采煤步距進(jìn)行開(kāi)采，保證了井下采煤工作面的安全，有助于頂部煤炭的破碎。

3.4 硬厚頂煤的開(kāi)采以及控制技術(shù)

硬厚頂煤開(kāi)采技術(shù)解決了開(kāi)采和處理速度的問(wèn)題。該技術(shù)通過(guò)在頂煤事先打鑿深孔，進(jìn)行爆破，或者是利用高壓注水的方式形成裂縫的方法，保證頂煤隨時(shí)開(kāi)采隨時(shí)冒出，提高井下采煤的效率和生產(chǎn)。硬厚頂煤開(kāi)采技術(shù)對(duì)于支持壓力較小的頂煤，其處理和控制效果

最佳。

3.5 普通機(jī)械采煤技術(shù)

普通機(jī)械采煤技術(shù)又稱為普采技術(shù)，它通過(guò)采用普通的機(jī)械設(shè)備，完成破煤、裝載、運(yùn)送等一系列操作，形成了一道工序。普通機(jī)械采煤技術(shù)包括兩種方式，即單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)。根據(jù)不同采煤機(jī)所具有的特點(diǎn)，單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)通常安放在不同的位置。單滾筒采煤機(jī)一般安置在采煤工作面的下端，這樣可以縮短下端口長(zhǎng)度；雙滾筒安置于采煤工作面的兩頭，使其能夠在完成工作量的同時(shí)，便于采煤工作面的管理。

3.6 綜合機(jī)械采煤技術(shù)

綜合機(jī)械采煤技術(shù)又稱為綜采技術(shù)。該技術(shù)利用不同的機(jī)械化設(shè)備完成不同的采煤工作，如用彎曲刮板運(yùn)輸煤礦、采用采煤機(jī)裝載煤礦、采用自移式液壓來(lái)支護(hù)煤礦，實(shí)現(xiàn)了井下采煤的機(jī)械化操作。綜合機(jī)械采煤技術(shù)的選擇減小了煤礦開(kāi)采的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)了井下采煤工程的安全性，是非常值得推廣應(yīng)用的井下采煤技術(shù)。

3.7 小煤礦技術(shù)改進(jìn)以及機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)

我國(guó)今年來(lái)關(guān)閉了一些小煤礦，其淘汰原因主要是采用了落后的生產(chǎn)設(shè)備及相關(guān)的技術(shù)工藝。對(duì)于小煤礦的技術(shù)工藝改進(jìn)，一方面要采用半機(jī)械化的煤礦開(kāi)采設(shè)備，提高煤礦的機(jī)械化水平；另一方面，將地板和頂板的事故發(fā)生率降到最低，提升頂板和地板的控制水平。

4 井下采煤工藝的選擇及應(yīng)用

4.1 多種工藝相結(jié)合的煤礦開(kāi)采

將多種不同的采煤工藝相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，具有非常大的優(yōu)勢(shì)，是任何采煤工程都適用的工藝。多種工藝相結(jié)合的采煤手段，能夠增強(qiáng)采煤效率、降低煤礦開(kāi)采的損耗、煤礦生產(chǎn)量大、工程安全性高等優(yōu)勢(shì)。但是，多種采煤工藝的結(jié)合增大了設(shè)備的投入。只有通過(guò)合理的規(guī)劃、科學(xué)有效的管理，才能最大限度地發(fā)揮多工藝結(jié)合的采煤技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利用豐富的煤礦資源，大力發(fā)展多工藝結(jié)合方法，達(dá)到最好的效果。

4.2 普通的采煤工藝

普通的采煤工藝相對(duì)于綜合工藝來(lái)說(shuō)，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較低，提高工藝的操作水平，使得采煤效率得到提升。普通的采煤工藝能夠適應(yīng)煤礦地質(zhì)的變化，井下采煤工作面的搬遷也相對(duì)較容易。同時(shí)，普通采煤工藝的技術(shù)要點(diǎn)及生產(chǎn)流程比較容易被掌握，在實(shí)際生產(chǎn)中能夠被廣泛應(yīng)用，加快了煤礦開(kāi)采的機(jī)械化發(fā)展。

4.3 爆破采煤工藝

爆破采煤工藝具有眾多的特點(diǎn)，如適用性強(qiáng)、技術(shù)設(shè)備成本低、易于掌握等。根據(jù)我國(guó)對(duì)于煤礦開(kāi)采的技術(shù)改革的政策，凡是不適于機(jī)械開(kāi)采的煤礦，就需要采用其他方式進(jìn)行開(kāi)采，其中，爆破采煤是最常用的工藝。該工藝能夠克服地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或傾斜度大等困難。

4.4 連續(xù)采煤工藝

連續(xù)采煤工藝相對(duì)于其他采煤工藝來(lái)說(shuō)，具有更高的安全性，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，采用普通的井下采煤機(jī)械設(shè)備即可。由于連續(xù)采煤工藝對(duì)煤礦的要求較高，因此，其適用條件較多。連續(xù)采煤工藝通常用于薄層煤礦或者是中厚層煤礦，煤礦應(yīng)具有一定的厚度。

5 結(jié)語(yǔ)

作為煤炭來(lái)源的重要手段之一，井下采煤其自身帶有很大的安全隱患，并且井下不同的煤層條件不同，如有的煤礦傾斜程度非常大，實(shí)際煤礦開(kāi)采工作極為復(fù)雜。為了能夠?qū)崿F(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)的煤礦開(kāi)采事業(yè)，必須采用先進(jìn)的技術(shù)和工藝，合理選擇和應(yīng)用。同時(shí)多種井下采煤技術(shù)工藝的綜合應(yīng)用，大大提高了效率。當(dāng)然，任何的技術(shù)和工藝在施工之前，要先進(jìn)行考察，防范潛在的危險(xiǎn)，提高井下采煤水平。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：趙剛（1986-），男，山西代縣人，山西省大同煤礦集團(tuán)四老溝礦助理工程師，研究方向：采煤。

（責(zé)任編輯：王 波）