新形勢下煤礦開采中采煤技術的應用探討

鄢加俊

（湖南省煤田地質局第六勘探隊 湖南湘潭　411100）

新形勢下煤礦開采中采煤技術的應用探討

鄢加俊

（湖南省煤田地質局第六勘探隊 湖南湘潭411100）

我國煤礦資源豐富，但是由于是人口大國，人均煤礦資源占有量并不高，因此在采煤中，要利用科學合理的采煤技術來減少煤礦資源的浪費，這是一項非常重要且必要的工作。在經(jīng)濟和技術不斷發(fā)展的新形勢下，如何促進采煤技術的完善和發(fā)展，提高煤礦資源的利用率一直是采煤業(yè)需要重點關注的問題。本文將分析新形勢下的煤礦開采中的采煤技術。

煤礦開采；采煤；技術

引言

隨著我國經(jīng)濟的不斷增長，社會對于煤炭的需求量逐漸增多。為了滿足公民對煤炭的需求，煤礦開采工作就必須運用先進的采煤技術合理科學的進行，以提高開采的效率。要將現(xiàn)代化的采煤技術有效的運用，才能降低煤礦資源的浪費、減少開采成本、提升開采速度，并能夠有效的進行信息處理等工作。因此，將現(xiàn)代化的采煤技術運用到煤礦開采工作中是一項不可忽視的任務，其能促進開采工作變得低事故、高效率。

1　我國煤礦開采中采煤技術的現(xiàn)狀

我國占地面積廣，因此是資源大國，煤礦資源更是位居世界第一位，且我國的煤炭資源種類齊全，這些都為我國煤炭開采業(yè)的快速發(fā)展奠定了扎實的基礎。豐富的煤炭資源保障了我國社會主義建設中的能源補給的需求，促進了我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和國際地位的提高，鑒于這種新形勢，采煤技術也面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)，采煤技術水平的提高意味著我國煤礦開采業(yè)的發(fā)展和進步，代表著礦產(chǎn)資源的開發(fā)帶給我國的巨大的經(jīng)濟效益，國家越來越重視采煤技術的革新和發(fā)展。20世紀90年代以后，我國的機械化采煤技術開始步入跨越式的發(fā)展階段，研究并普及推廣了煤采相關的設備和技術，運用了國際先進的采煤設備和工藝，綜合機械化的采煤技術開始面向大功率和程序化的領域發(fā)展，此時煤礦行業(yè)的發(fā)展水平和生產(chǎn)技術已經(jīng)取得了長足的進步。而隨著社會的發(fā)展，采煤技術也不斷更新和提高，將新形勢下的采煤技術充分地應用到煤礦開采中去，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出巨大的貢獻，具有非常明顯的現(xiàn)實以及理論意義。

2　煤礦開采中常見的方法和工藝概述

經(jīng)過我國多年的煤炭開采工作累計的經(jīng)驗，有關部門已研發(fā)并運用了適合我國國情的煤炭開采技術和工藝，且在總體上完成了煤炭開采的機械化，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。

2.1煤礦開采中常用的方法

從當前全球范圍內(nèi)相關采煤大國所運用的采煤技術來看，總體上涵蓋了以下兩大類別：壁式與柱式，而這兩類采煤技術的采煤系統(tǒng)以及采煤工藝都存在較大差異。我國諸多煤礦開采企業(yè)主要運用壁式采煤法來完成煤炭開采工作。

2.1.1壁式采煤法

偽傾斜柔性掩護支架、走向長壁、傾斜分層、水平分層、傾斜長壁、掩護支架、長壁放頂煤、正臺階、倒臺階及斜切分層等都是不同的壁式采煤法。本文將重點分析偽傾斜柔性掩護支架采煤法。這種采煤方式在進行采面布置的過程中，需要呈現(xiàn)出直線偽斜的相關狀態(tài)，要順著采面走向持續(xù)地向前推進。在采空區(qū)的位置上，要借助于柔性掩護支架對其進行隔離。在開采煤炭的過程中，以柔性支架為主要掩護而開展開采活動。從種方式的特征是生產(chǎn)系統(tǒng)簡單有效、傾角較緩，工作面也比較長等。偽傾斜柔性掩護支架采煤法隔開了采空區(qū)以及開采工作區(qū)，其能保證在開采過程中一定程度上的安全性，且能最大限度地減少煤炭開采者所承擔的工作強度，而且也極大地降低了管理層在煤炭開采管理方面的難度。偽傾斜柔性掩護支架采煤法一般情況被大量地運用在厚度變化小的煤層中，而且這些煤層所埋藏的位置和穩(wěn)定性都是相對較好的。值得注意的是，在回采煤炭的過程中，要處理好進風巷與回風巷位置的支架問題。回風巷要持續(xù)地延長支架，而進風巷要持續(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，就務必根據(jù)相關規(guī)定回收全部支架。在布置巷道的過程時，不但能夠運用單翼進行布置，也可采取雙翼進行布置。通常情況下，大部分都是采取雙翼的方式進行布置。從采區(qū)一翼來看，大部分的長度通常都是在大約300m，當然也有的布置長度超過看500m。從階段垂高來看，一般情況下保持在110m左右。在靠近開采區(qū)的范圍內(nèi)，通常情況下都是按照實際情況，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20～40m的范圍內(nèi)。若地質條件是相對簡單，則可將每個區(qū)段的高度放寬，達到50m左右。

2.1.2房柱式采煤法

在煤炭開采過程中，根據(jù)事先確定的距離順著巷道進行相應的開采活動，若煤房開采已到邊界位置，則采取后退的方式將煤房間的煤柱開采出來，這種開采方法就是房柱式采煤法。其主要優(yōu)勢是對采煤設備的投資要求比較小、能夠快速出煤、建設所需要的周期非常短，而且所需要的支護簡單。其缺點是一般情況下采出率較低，存在著嚴重的漏風情況，通風條件也是非常差等。從這種采煤法來看，大部分都被運用在下列狀況中：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結構、傾斜角小于10°。③在開采中厚及薄煤層中，有著相對穩(wěn)定的頂板。這種采煤方式主要可分為兩種：①房式采煤法。此種采煤方式要順著巷道，根據(jù)所規(guī)定的距離開展煤房的開采活動，而且要在煤房間預留出足以對頂板進行支撐的空間。②倉儲采煤法。在開采急斜煤層的過程中，若煤層出現(xiàn)了落采情況，要將所開采的落采煤炭暫時存放在已完成開采的空中，在采完看倉房中的所有煤炭后，再根據(jù)先后順序，逐一放出已完成開采煤炭。

2.2煤礦開采中采煤的主要工藝

2.2.1綜采工藝

綜采工藝也就是綜合機械化的采煤工藝，指的是綜采面（圖1為例）的全部生產(chǎn)工序必須實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)和機械化操作。綜采工藝不僅能夠極大地減少了采煤工人的勞動時間和勞動強度，還有效地提升了煤礦生產(chǎn)操作的安全系數(shù)。因此，綜采工藝體現(xiàn)了當前國際先進的采煤技術發(fā)展趨勢，應當循序漸進地推廣普及。

圖1　某綜采面平面布置圖

2.2.2普采工藝

普采工藝也就是普通機械化的采煤工藝，指的是使用機械采煤工藝實現(xiàn)裝煤工序和落煤程序的同時完成，以及頂板支護處理。采空區(qū)的處理手段以及運煤技術類似于炮采工藝，一般來說普采面往往以雙滾筒和單滾筒采煤機為兩種主要的工作模式。其中，單滾筒的采煤機一般將滾筒安裝在工作面的下部端頭，這就可以縮減工作面下部的缺口長度，進而使貨量不用經(jīng)過采煤機機體下部，實際的裝煤效果良好；而雙滾筒的采煤機主要目的在于處理工作面兩端到達做缺口的實際工作量，該技術強化了工作面的管理。

2.2.3炮采工藝

炮采工藝就是爆破采煤工藝，指的是通過對落煤爆破，利用人工實施裝煤作業(yè)，緊接著利用機械化手段進行煤運輸，并且利用單體支柱對工作空間上部的頂板實施支護。

2.2.4連采工藝

連采工藝就是連續(xù)采煤工藝，指的是基本實現(xiàn)工作面的機械化采煤工藝。具體來說，煤房工作面可以利用連續(xù)采煤機實現(xiàn)裝煤工序和破煤程序，緊接著運用可伸縮的輸送機或者梭車實施運煤工作，利用錨桿實現(xiàn)頂板的支護處理，運用鏟車來清理工作面和搬運相關物料，裝煤、破煤、支護、運煤等絕大部分工藝環(huán)節(jié)都實現(xiàn)機械化操作。經(jīng)調查研究，連采工藝已經(jīng)成為了綜采工藝的特殊補充，在一定條件下運用連采工藝會創(chuàng)造可觀的社會經(jīng)濟效益。

3　新形勢下如何提升采煤技術

3.1研究高效煤礦生產(chǎn)技術，提升采煤效率

隨著機械化的發(fā)展，采煤機械設備得到了普遍的運用，采煤機逐漸代替了人工采煤以及炮采工藝，極大地減少了工人的工作強度和時間，效益也達到明顯的提升，其是采煤產(chǎn)業(yè)的革命性突破。要想提高采煤技術，就必須依托生產(chǎn)集中化和工作面單產(chǎn)兩項核心技術，以提升煤炭開采的經(jīng)濟效益為主要目標，盡可能確保采煤人員工作環(huán)境的安全，設計出可以適應各種煤炭開采環(huán)境的高可靠性和高效能的采煤工藝和裝備，配合高效簡單的信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)實時管理和監(jiān)控采煤全部過程。推進復雜煤層和礦井環(huán)境的采煤機械化，不斷完善和健全施工裝備和工藝，加強采煤機械的運用范圍。

3.2合理布置巷道，降低矸石排放量的開采技術

目前我國采煤巷道布置技術大大落后采煤工藝的發(fā)展，因此要對復雜煤礦地質條件下的巷道布置及技術工藝專家系統(tǒng)進行大力的開發(fā)研究，盡可能確保開采布置和采煤方法的協(xié)調一致。通過優(yōu)化全煤巷布置，實現(xiàn)單一煤層的開采不需要額外運送矸石到地面，精簡生產(chǎn)運作系統(tǒng)，與此同時推動中掘與中采工藝協(xié)調一致的發(fā)展，這樣就可以極大地提升生產(chǎn)效率和降低工人的勞動時間及工作強度。通過注重研究分析高效高產(chǎn)礦井系統(tǒng)，合理優(yōu)化巷道布置與部署系統(tǒng)，精簡巷道布置，健全各個采區(qū)的操作參數(shù)，加強集中開采單一煤層、集中回采和集中準備挖掘等關鍵技術的研究，減少巖巷掘進率，盡量多布置煤巷，降低出矸率。深入研究井下矸石直接充填置換“三下”壓煤技術等重要技術（具體技術框架如圖2），其不僅能夠有效地減少開采煤炭造成的環(huán)境污染，還能夠極大地精簡生產(chǎn)系統(tǒng)和提升集中生產(chǎn)煤炭的工藝水平，進而提高煤炭的開采效益。

圖2　矸石充填置換技術框架圖

4　結束語

由上可知，在我國的煤礦開采過程中，要結合我國的煤炭資源實際分布情況，選擇有針對性的煤炭開采技術，使用先進的開采設備，以保證煤礦開采工作科學的進行。要持續(xù)地完善和總結采煤技術中存在的問題，針對性地選擇正確的采煤工藝，才能更好地提升采煤過程中的安全性以及高效性，促進煤礦開采業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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TD82

A

1673-0038（2015）20-0193-02

2015-5-5

鄢加俊（1976-），男，工程師，本科，主要從事采礦、地質、測量方面的工作。