井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇分析

闞忠奎

【摘 要】采煤技術(shù)的運(yùn)用以及采煤工藝的合理選擇是煤礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的核心所在，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)礦井進(jìn)行建設(shè)的依據(jù)，煤礦產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)指標(biāo)其優(yōu)劣狀況，除了有關(guān)的資源條件以外，主要決定于所采用的技術(shù)和對工藝選擇的先進(jìn)性、合理性和適用性。因此，采煤技術(shù)的運(yùn)用以及采煤工藝的選擇都應(yīng)該嚴(yán)格堅(jiān)持煤炭的高采率、高效、高產(chǎn)和高安全這幾個(gè)最基本的原則，在煤層的地質(zhì)特征和技術(shù)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力相同的條件下，我們要優(yōu)先的選擇綜合采煤的工藝，其次就為普通的采煤工藝，最后是爆破采煤和連續(xù)采煤的工藝。

【關(guān)鍵詞】井下；采煤技術(shù)；采煤工藝；選擇

1. 導(dǎo)言

我國的煤炭資源非常的豐富，位居世界第一位，是世界上煤炭資源最豐富的國家之一。因此，我國的煤炭事業(yè)有著非常厚實(shí)的基礎(chǔ)。從新中國成立初期，我國已經(jīng)開始發(fā)展自身的煤炭事業(yè)。經(jīng)過五十多年的不斷發(fā)展，我國的采煤技術(shù)有了很大的進(jìn)步。而到了二十世紀(jì)八十年代，我國的采煤科技已經(jīng)開始進(jìn)入高速發(fā)展階段，我國開始運(yùn)用各種設(shè)備對煤礦進(jìn)行采集，大大提高了煤礦的生產(chǎn)和發(fā)展水平。

2 .傳統(tǒng)采煤技術(shù)分析

2.1 綜采工藝

所謂的綜采工藝，其全稱是綜合機(jī)械化采煤工藝。它是指在采煤的工作中全部運(yùn)用機(jī)械化進(jìn)行作業(yè)的采煤工藝技術(shù)。這種采煤技術(shù)可以大大地降低了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)的效率和安全性。因此，綜采工藝也堪稱是目前世界上最先進(jìn)的采礦工藝，代表著我國采煤工藝的發(fā)展方向。文中簡單分析集中常用的采煤工藝方法：

2.2 割煤

割煤是整個(gè)采煤行業(yè)的首要一步。其中包括破煤和裝煤兩種。割煤所采用的機(jī)器油滾筒采煤機(jī)和刨煤機(jī)兩種。在割煤的過程當(dāng)中，適應(yīng)煤礦采高的變化以及煤城的高低起伏，工作人員一般采用雙滾筒采煤機(jī)進(jìn)行采集煤炭。其工作原理是：前滾筒在礦頂上割煤、后滾筒在下面割煤，兩者同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。并且在切割的同時(shí)，滾筒的葉片可以將滾筒下的煤炭直接拋到運(yùn)輸機(jī)上面。采煤的另外一個(gè)很重要的機(jī)械刨煤機(jī)，與滾筒式采煤機(jī)相比，刨煤機(jī)在我國使用得比較少。這是因?yàn)榕倜簷C(jī)的生產(chǎn)效率比較低，穩(wěn)定性能相對較弱，只適合在軟媒地帶中進(jìn)行使用

2.3 實(shí)行連采工藝

連采工藝是通過運(yùn)用連采煤機(jī)進(jìn)行煤礦的破煤和裝煤的工作，再用運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行運(yùn)煤。這一種采煤工藝廣泛的應(yīng)用在美國、澳大利亞等國家當(dāng)中。這種采煤方法實(shí)現(xiàn)了破、裝、運(yùn)、支工藝過程的全部機(jī)械化，具有先進(jìn)性、科學(xué)性等特點(diǎn)。到了八十年代，我國開始引進(jìn)這種全機(jī)械化的采煤技術(shù)，并逐步進(jìn)行推廣。20 世紀(jì) 80 年代初，我國開始引進(jìn)連續(xù)采煤工藝技術(shù)。經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐證明，連采工藝可以補(bǔ)充綜采工藝的不足，并取得很好的效果。

3 .當(dāng)前常見的井下采煤技術(shù)和采煤工藝

第一，綜合機(jī)械化采煤工藝。所謂的綜合機(jī)械化采煤工藝主要是指包括割煤、運(yùn)煤、工作面支護(hù)以及采空區(qū)處理等諸多環(huán)節(jié)在內(nèi)的所有采煤工序均能夠利用相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行連續(xù)地機(jī)械化作業(yè)的采煤工藝。低勞動(dòng)強(qiáng)度、高采煤效率、高安全性是綜合機(jī)械化采煤工藝的顯著特點(diǎn)，我們可以預(yù)見，綜合機(jī)械化采煤工藝必然會成為引領(lǐng)采煤技術(shù)和采煤工藝發(fā)展的一個(gè)風(fēng)向標(biāo)。

第二，普通機(jī)械化采煤工藝。所謂的普通機(jī)械化采煤工藝主要是指采煤、破煤、裝煤工序同時(shí)完成，同時(shí)運(yùn)煤采用機(jī)械化方式進(jìn)行而且單體支柱支護(hù)工作空間頂板的采煤工藝。相對于綜合機(jī)械化采煤工藝，普通機(jī)械化采煤工藝的落后支持在于需要人工完成支護(hù)工序，并且采煤的效率和采煤設(shè)備的運(yùn)行功率都相對較小。所以，不論是采煤效率方面，還是勞動(dòng)強(qiáng)度和采煤安全性方面，普通機(jī)械化采煤工藝都要遜色于綜合機(jī)械化采煤工藝；但是普通機(jī)械化采煤工藝的適應(yīng)性要顯著強(qiáng)于綜合機(jī)械化采煤工藝。

第三，爆破采煤工藝。所謂的爆破采煤工藝主要是指在采煤過程中利用爆破的方式來落煤，裝煤綜合采用爆破、人T～I(xiàn)機(jī)械的方式進(jìn)行，運(yùn)煤以機(jī)械化的方式進(jìn)行，單體支柱支護(hù)工作空間頂板的采煤工藝。在運(yùn)煤、支護(hù)以及采空區(qū)處理方面，爆破采煤工藝和普通機(jī)械化采煤工藝的處理方式基本相同，但是裝煤卻需要單獨(dú)的工藝形式。設(shè)備簡單是爆破采煤工藝最為顯著的優(yōu)勢，對于某些地質(zhì)復(fù)雜的礦藏而言具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

第四，連續(xù)采煤工藝。所謂的連續(xù)采煤工主要是指破煤和裝煤的工序環(huán)節(jié)采用連續(xù)采煤機(jī)完成，運(yùn)煤的工序環(huán)節(jié)采用可伸縮輸送機(jī)或者是梭車完成，支護(hù)形式為錨桿支護(hù)頂板，工作面的清理和物料的運(yùn)輸采用鏟車完成的采煤工藝。連續(xù)采煤工藝的顯著特點(diǎn)便是破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)等工序環(huán)節(jié)均實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。連續(xù)采煤工藝是綜合機(jī)械化采煤工藝的一種有益補(bǔ)充，只要客觀條件允許，連續(xù)采煤工藝能夠獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

4. 采煤技術(shù)與采煤工藝的應(yīng)用與選擇

4.1 綜采工藝

適用條件在井下采煤作業(yè)中，綜采工藝因具有效率高、產(chǎn)量高、安全高且勞動(dòng)強(qiáng)度小、勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)而非常值得推廣應(yīng)用。但是在實(shí)際應(yīng)用中，綜采工藝的應(yīng)用卻受到一定的限制：一方面，綜采工藝相對于其他工藝來說，設(shè)備價(jià)格要高得多，許多煤炭生產(chǎn)企業(yè)基于價(jià)格的考慮而不采用；另一方面，綜采工藝優(yōu)勢的發(fā)揮要以礦井自身良好的生產(chǎn)系統(tǒng)為保障，在管理水平、操作水平、煤層賦存條件的要求較高。因此，應(yīng)該根據(jù)礦井的實(shí)際條件進(jìn)行合理選擇應(yīng)用。

4.2 普采工藝

適用條件在各種井下采煤工藝中，普采工藝可謂是最為價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的采煤技術(shù)，即是說普采工藝具有價(jià)格便宜、產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)，此外，它的適用性也很強(qiáng)，因此，是大多煤礦生產(chǎn)企業(yè)選擇的一種采煤工藝。相對于綜采工藝，普采工藝的應(yīng)用要求較低，在地質(zhì)構(gòu)造小、形狀不規(guī)則、工作面推進(jìn)距離較短的條件下也能應(yīng)用。

4.3 炮采工藝

適用條件從優(yōu)點(diǎn)方面看，炮采工藝與普采工藝一樣具有適用性強(qiáng)、價(jià)格低、操作技術(shù)易于掌握、生產(chǎn)技術(shù)管理簡單等特點(diǎn)，但由于其勞動(dòng)條件較差，單產(chǎn)效率較低，目前，根據(jù)我國技術(shù)改革的相關(guān)政策，如果可以用機(jī)械的方式進(jìn)行開采，一般不建議采用炮采工藝。現(xiàn)階段，炮采工藝往往只是在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、傾斜度較大的煤層開采中應(yīng)用。

4.4 連采工藝

適用條件連采工藝的主要特點(diǎn)是安全性高、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)械化程度高，且投資少；而煤炭資源回收利用率低、通風(fēng)條件差是其應(yīng)用上的主要不足。在應(yīng)用要求上，連采工藝對煤層地質(zhì)條件較高，因此，連采工藝在煤層傾角不超過 15 度、厚度較薄或?yàn)橹泻?、煤質(zhì)較硬或?yàn)橹杏?、地質(zhì)構(gòu)造簡單、開采深度比較淺的平煤層中較為適用。

5 .結(jié)論

總之，雖然我國的煤礦井下作業(yè)開采已經(jīng)有一段較長的歷史，但是和發(fā)達(dá)國家相比，技術(shù)上還是有一定差距的?？茖W(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，煤礦開采已經(jīng)開始向集約化、機(jī)械化以及智能化發(fā)展，礦井開采工藝和開采技術(shù)成為了煤炭開采行業(yè)的主要研究內(nèi)容。煤炭開采的效率關(guān)系到整個(gè)煤炭行業(yè)能夠高效健康的發(fā)展。

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