淺析采煤方法及其發(fā)展方向

摘要 ：采煤方法的選擇將帶動(dòng)煤礦開(kāi)采各環(huán)節(jié)的變革，采煤方法正在向高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性方向發(fā)展。本文對(duì)采煤工藝進(jìn)行介紹；采煤方法中的傾斜分層走向長(zhǎng)壁下行垮落采煤法、傾斜長(zhǎng)壁采煤法，放頂煤采煤法等以及采煤方法的選擇做出論述；對(duì)采煤方法的發(fā)展方向進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞 ：煤礦 采煤方法 發(fā)展方向

1.三種采煤工藝的介紹

爆破采煤工藝，簡(jiǎn)稱“炮采”其特點(diǎn)是爆破落煤，爆破及人工裝煤，機(jī)械化運(yùn)煤，用單體支柱支護(hù)工作空間頂板。爆破采煤的工藝過(guò)程包括打眼、放炮落煤和裝煤、人工裝煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、移置輸送機(jī)、人工支護(hù)和回柱放頂?shù)戎饕ば颉Ｗ⒁獯蜓酆头排诼涿?，要求保證規(guī)定進(jìn)度，工作面平直，不留底煤和頂煤，不破壞頂板，而且要盡量降低炸藥和雷管消耗。

普通機(jī)械化采煤工藝，簡(jiǎn)稱“普采”，其特點(diǎn)是用采煤機(jī)械同時(shí)完成落煤和裝煤工序，而運(yùn)煤、頂板支護(hù)和采壓處理與炮采工藝基本相同。

“綜采”即綜合機(jī)械化采煤工藝，即破、裝、運(yùn)、支、處五個(gè)主要生產(chǎn)工序全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，因此，綜采是目前最先進(jìn)的采煤工藝。

2.采煤方法的特點(diǎn)分析及適用條件

2.1 傾斜分層走向長(zhǎng)壁下行垮落采煤法

傾斜分層采煤法廣泛應(yīng)用在開(kāi)采緩斜和傾斜厚煤層。傾斜分層的各分層，可采用類似于開(kāi)采緩斜、傾斜薄及中厚煤層時(shí)所采用的采煤工藝進(jìn)行回采。第一分層回采后，下分層是在垮落的巖石下進(jìn)行回采，為保證下分層采煤工作面的安全上分層必須鋪設(shè)人工假頂或形成再生頂板[1]。需要指出的是：

（1）頂分層采煤工藝的特點(diǎn)：頂分層采煤工作面的頂板是煤層的原生頂板其采煤工藝與中厚煤層長(zhǎng)壁采煤法基本相同，只是增加了要為下部分分層鋪設(shè)假頂或形成再生頂板的工作。

（2）人工假頂包括竹笆假頂，金屬網(wǎng)假頂，塑料網(wǎng)假頂，再生頂板，可以是煤層中含厚度大于0.5m的夾石層。

傾斜分層下行垮落采煤法有效地解決了緩斜及傾斜厚煤層開(kāi)采時(shí)的頂板支護(hù)和采空區(qū)處理問(wèn)題，有利于在此煤層下實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，提高資源采出率及獲取較好的的采煤工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2.2 傾斜長(zhǎng)壁采煤法

傾斜長(zhǎng)壁采煤法與走向長(zhǎng)壁采煤法相比，主要是采煤工作面布置及回采方向不同，并且取消了采盤(pán)區(qū)上下山巷道[2-3]。傾斜長(zhǎng)壁采煤法，在一定的地質(zhì)開(kāi)采技術(shù)條件下，技術(shù)效益比較顯著。需要指出的是：

（1）礦壓顯現(xiàn)及支護(hù)特點(diǎn)：對(duì)于仰斜工作面由于傾角的影響頂板將產(chǎn)生向采空區(qū)方向的分力。在此分力作用下，頂極的懸臂巖層將向采空區(qū)方向移動(dòng)，使頂板巖層受拉力作用。

（2）采煤工藝特點(diǎn)：仰斜開(kāi)采時(shí)水可以自動(dòng)流向采空區(qū)，工作面無(wú)積水，勞動(dòng)條件好，當(dāng)煤層傾角小于100°左右時(shí)，采煤機(jī)及輸送機(jī)工作穩(wěn)定性尚好，如傾角較大則減少了截深。

（3）適用條件：傾斜長(zhǎng)壁采煤法主要適用于傾角在12°以下的煤層，當(dāng)對(duì)采煤工作面設(shè)備采取有效的技術(shù)措施后，可用于12°～17°的煤層，當(dāng)煤層傾角在20°左右時(shí)，現(xiàn)只有少數(shù)礦井應(yīng)用，對(duì)于傾斜和斜交斷層較多的區(qū)域，能大致劃分成較為規(guī)則分帶的情況下，可采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法或偽斜長(zhǎng)壁采煤法。

2.3 放頂煤采煤法

放頂煤采煤法的實(shí)質(zhì)就是在厚煤層中，沿煤層底部布置一采高2m～3m的長(zhǎng)壁工作面，用常規(guī)方法進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用輔以人工松動(dòng)方法，使支架上方頂煤破碎后成散體后由支架后方放出。放頂煤有許多的優(yōu)點(diǎn)：比如降低成本，提高效率等。它主要適用于：煤層厚度在6m～10m為佳，頂煤厚度過(guò)小易發(fā)生超前冒頂，增大含碎率；頂煤破碎主要依靠頂板巖層的壓力，其次是反復(fù)支撐作用，要求煤的堅(jiān)固性系數(shù)一般應(yīng)小于3，且適用于傾角不太大的煤層。

3.開(kāi)采方法選擇依據(jù)

采煤方法的選擇必須堅(jiān)持符合安全、經(jīng)濟(jì)、煤炭采出率高的原則。采煤方法的選擇在基于上述原則的基礎(chǔ)上[4]，應(yīng)大力提高可采煤炭的回采率。具體煤層的優(yōu)點(diǎn)以及它所適應(yīng)的最合理的開(kāi)采方法，減少資源浪費(fèi)，加強(qiáng)環(huán)保。歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）在煤層埋藏比較淺，地質(zhì)條件比較好的煤礦中應(yīng)大力提倡綜采，依靠引進(jìn)全套的先進(jìn)設(shè)備。

（2）對(duì)于煤層比較厚，且埋藏不是很淺的情況下，應(yīng)充分利用放頂煤開(kāi)采技術(shù)。

（3）對(duì)于急斜煤層則可以采用水平分層放頂煤開(kāi)采工藝，提高回采率，并且大大提高工作面年產(chǎn)量。

4.開(kāi)采技術(shù)發(fā)展的方向

采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤礦開(kāi)采各環(huán)節(jié)的變革，現(xiàn)代采煤工藝正在向高產(chǎn)、高效，高安全性和高可靠性方向發(fā)展，基本途徑是使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合[5]。研制和使用強(qiáng)力、高效可靠，耐用及智能化的采煤設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí)，繼續(xù)發(fā)展，改進(jìn)多層次，多樣化的采煤工藝，通過(guò)科學(xué)總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立我國(guó)系統(tǒng)的采煤工藝?yán)碚摚偨Y(jié)如下：

（1）開(kāi)發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開(kāi)采技術(shù)。

（2）開(kāi)發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開(kāi)采成套技術(shù)”需要解決以下技術(shù)難題：硬頂板控制技術(shù)，研究埋深淺，地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過(guò)巖層定向水力壓裂，傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率。此外，基本頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產(chǎn)。

（3）緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采。主要研究開(kāi)發(fā)：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)，研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架。開(kāi)發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開(kāi)采技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李忠華，何孔翔，潘一山.急傾斜煤層底板巷道布置的安全尺寸研究[J].煤礦開(kāi)采.2003（04）

[2] 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）

[3] 包福林，薛峰.采煤技術(shù)及采煤方法的選擇[J].煤炭技術(shù).2006（08）

[4] 姬超文.趙各莊礦急傾斜煤層開(kāi)采方法的實(shí)踐與探索[J].河北煤炭. 2005（04）

[5] 侯昭君.井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇[J].煤炭技術(shù).2008（12）

個(gè)人簡(jiǎn)介：

劉凱（1994-），男，漢族，寧夏銀川人，本科就讀于遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程專業(yè)。