淺議煤礦開(kāi)采中井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇

謝鵬 張憲龍

摘 要：我國(guó)經(jīng)歷過(guò)大范圍、高強(qiáng)度的煤礦開(kāi)采，由于那時(shí)全國(guó)各地很多煤礦缺少技術(shù)支持，也沒(méi)有嚴(yán)格的監(jiān)督，導(dǎo)致很多安全事故發(fā)生，開(kāi)采中亦有不少損失。在經(jīng)歷過(guò)種種教訓(xùn)之后我們基本已經(jīng)確定下幾種常用的開(kāi)采工藝。本文論述了幾種常見(jiàn)工藝，以及采煤工藝的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：井下采煤 技術(shù)和工藝 選擇

前 言

現(xiàn)在常用的幾種煤礦開(kāi)采工藝的應(yīng)用情況不相上下，除了明顯應(yīng)用更加廣泛的機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)，其余技術(shù)應(yīng)用頻率差不多，每種工藝都有自己的特點(diǎn)，都有指向性地解決了某些問(wèn)題，在不同情況應(yīng)該進(jìn)行恰當(dāng)?shù)剡x擇。

1傳統(tǒng)常見(jiàn)的采煤技術(shù)

1.1爆破式開(kāi)采

一般爆破式開(kāi)采技術(shù)最適宜的開(kāi)采場(chǎng)合是人工開(kāi)采難度大的、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的煤礦。但是因?yàn)楸剖介_(kāi)采技術(shù)（也叫炮采技術(shù)）一次性開(kāi)采數(shù)量多，能有效降低人工成本，后續(xù)的收集和運(yùn)輸可以通過(guò)人工和機(jī)械配合快速完成，能提高產(chǎn)出效率，所以還是有部分地質(zhì)情況較好的煤礦也愿意采用這種開(kāi)采技術(shù)。

1.2綜合機(jī)械化開(kāi)采

機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)是我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)中最常用的開(kāi)采技術(shù)，機(jī)械和人的組合能極大地提高開(kāi)采效率，雖然增加了機(jī)械成本，但是降低了人工成本和煤礦事故的意外成本，所以機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)有非常大的市場(chǎng)。綜合機(jī)械化技術(shù)脫胎于傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)采技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)等比較現(xiàn)代化的元素融合進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械中，實(shí)現(xiàn)了更加精準(zhǔn)的開(kāi)采、更加安全的開(kāi)采。

1.3連續(xù)開(kāi)采

連續(xù)開(kāi)采工藝的特點(diǎn)就是開(kāi)采和運(yùn)輸速度都比較快，理想狀態(tài)下工作人員應(yīng)該將每層切割為比較規(guī)則的不同區(qū)塊，但是考慮到實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中煤層的形狀不規(guī)則、厚度不均勻，所以基本不滿足理想條件。分區(qū)開(kāi)采使工人的開(kāi)采目標(biāo)集中，開(kāi)采數(shù)量和速度在短時(shí)間內(nèi)快速提升，并能連續(xù)開(kāi)采，通過(guò)提高區(qū)域的速度提高整個(gè)煤礦的開(kāi)采速度。

2井下采煤常見(jiàn)的問(wèn)題

2.1煤礦開(kāi)采效率低

無(wú)論是純?nèi)斯み€是人工和機(jī)械相結(jié)合的開(kāi)采工藝，其往往滿足了開(kāi)采速度就無(wú)法滿足有效開(kāi)采的量，另外開(kāi)采出來(lái)的煤中摻有雜質(zhì)，需要再次加工才能投入到正常的使用中，需要洗煤等具體操作，因此整體煤礦開(kāi)采效率仍比較低。

2.2井下作業(yè)安全隱患大

煤礦開(kāi)采過(guò)程中安全問(wèn)題一直是各方都十分重視的問(wèn)題，現(xiàn)在常用的集中開(kāi)采方式雖然都在努力降低礦下風(fēng)險(xiǎn)，但是由于工藝的限制，仍然不能杜絕瓦斯爆炸、塌方、等事故的發(fā)生。

2.3工藝和技術(shù)選用不當(dāng)，成本升高

有的煤礦僅僅追逐效率，沒(méi)有按照實(shí)際情況和需要選擇合適的開(kāi)采工藝，反而導(dǎo)致最終成本提高，其收益并不能抵消增加的成本。

3開(kāi)創(chuàng)性采煤工藝和技術(shù)

3.1智能化開(kāi)采技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)如果運(yùn)用到生產(chǎn)生活領(lǐng)域?qū)⒔o生產(chǎn)方式和生產(chǎn)效率帶來(lái)很大的改變。想要解決傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采工藝存在各種不足、生產(chǎn)效率較低的問(wèn)題，可以通過(guò)運(yùn)用智能化手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。人工開(kāi)采受到環(huán)境制約，還受到個(gè)人力量和技巧的影響，對(duì)于井下作業(yè)的工人來(lái)說(shuō)不夠安全，對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)不夠高效，所以運(yùn)用智能化手段的第一步就是合理配置開(kāi)采機(jī)械，將危險(xiǎn)的工作或者比較繁重的工作交由設(shè)置精密的機(jī)械來(lái)完成，剩下機(jī)械代替不了的位置或者人工成本相較機(jī)械成本更低的工作由工人來(lái)完成。但是這種方式存在一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)——擠占采礦工人的工作空間，很有可能導(dǎo)致一批工人失業(yè)，他們的去向又是一個(gè)問(wèn)題。但是僅從生產(chǎn)效率方面考慮，智能化開(kāi)采技術(shù)將有效提高煤礦開(kāi)采量和開(kāi)采速度。除了智能控制機(jī)械開(kāi)采，智能化技術(shù)的另一個(gè)特征是運(yùn)用先進(jìn)的儀器和監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控礦井下的情況，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)涌水、危險(xiǎn)氣體濃度過(guò)高、土質(zhì)松動(dòng)等危險(xiǎn)情況的預(yù)兆能及時(shí)傳達(dá)給地面上的工作人員，使其快速做出應(yīng)對(duì)，有效避免煤礦安全事故的發(fā)生。

3.2安全開(kāi)采技術(shù)

安全開(kāi)采技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在有利于井下工人快速逃生、有利于瓦斯等危險(xiǎn)氣體快速逸散，并能有效避免開(kāi)采過(guò)程中煤塊的砸落。目前已知的兩種安全開(kāi)采技術(shù)都不同程度的滿足了這些要求，但也各有不足，根據(jù)作業(yè)的特點(diǎn)我們稱(chēng)其為“正臺(tái)階法”和“倒臺(tái)階法”，兩種開(kāi)采工藝首先都通過(guò)將開(kāi)采面鑿成階梯狀，以有效避免煤塊滑落，同時(shí)有利于工人逃生時(shí)的行走。倒臺(tái)階法適用于煤層厚度較小的煤礦，正臺(tái)階法適用于煤層厚度大、煤礦公司想要降低成本的煤礦。這兩種臺(tái)階法都是運(yùn)用臺(tái)階式的開(kāi)采面使工人在不同階梯上工作，并通過(guò)滑坡斜面運(yùn)輸開(kāi)采好的煤塊，區(qū)別是正臺(tái)階法采下的煤要在工人所在的階梯上存放一定數(shù)量后就盡快運(yùn)輸下去，因此坡道所占面積更大，開(kāi)采面的臺(tái)階數(shù)量較少，而倒臺(tái)階法以開(kāi)采為主，運(yùn)輸?shù)念l率較慢，綜合來(lái)看正臺(tái)階法及時(shí)運(yùn)輸?shù)淖龇苡行П苊饷旱V中危險(xiǎn)氣體的累積，階梯數(shù)少，建設(shè)成本和機(jī)械成本都會(huì)有所降低，但是開(kāi)采效率不如倒臺(tái)階法高，溜煤數(shù)量多，運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生阻滯，使運(yùn)輸效率降低。

3.3降低成本的開(kāi)采技術(shù)

降低成本的主要方式就是降低井下作業(yè)人工和機(jī)械的綜合成本，這點(diǎn)可以通過(guò)合理配置機(jī)械和人工比來(lái)實(shí)現(xiàn)，另外一種降低成本的途徑就是降低開(kāi)采成本，這點(diǎn)主要體現(xiàn)在開(kāi)采工藝的選擇。煤礦開(kāi)采主要包括“采”和“運(yùn)”兩個(gè)步驟，開(kāi)采的數(shù)量和速度在沒(méi)有機(jī)械布置的情況下取決于井下工人的作業(yè)素質(zhì)，所以我們要綜合考慮開(kāi)采和運(yùn)輸兩個(gè)步驟用到的方法實(shí)現(xiàn)成本的降低，比如可以通過(guò)將開(kāi)采運(yùn)輸兩個(gè)步驟結(jié)合，即將開(kāi)采面和溜煤面結(jié)合，整個(gè)開(kāi)采面呈傾斜角較大的光滑斜面，這樣開(kāi)采后的煤塊能直接滑倒底部堆積，最后統(tǒng)一運(yùn)走，降低了額外開(kāi)鑿溜煤面的成本，但是很明顯這種工藝將會(huì)加大煤塊砸落的危險(xiǎn)性，工人的人身安全還要受到更加嚴(yán)密的保護(hù)。

結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)實(shí)際要求和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇合適的井下采煤工藝是提高采煤效率、降低煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)的重要途徑。當(dāng)然我們也要加快研發(fā)智能化開(kāi)采工藝、開(kāi)采機(jī)械的速度，爭(zhēng)取做到無(wú)人化生產(chǎn)，杜絕煤礦人身安全事故的發(fā)生。

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