淺談采煤工藝及其選擇應(yīng)用

文/陳花龍，淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集東煤礦

淺談采煤工藝及其選擇應(yīng)用

文/陳花龍，淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集東煤礦

本文筆者介紹了我國目前主要使用的采煤工藝，并闡述了如何根據(jù)具體情況選擇合適的采煤工藝，具有一定借鑒意義。

采煤技術(shù)；炮采；普采；綜采

1 采煤技術(shù)分析

1.1 炮采

炮采即爆破采煤工藝，其特點(diǎn)是爆破落煤，爆破后人工裝煤，機(jī)械化運(yùn)煤.用單體支柱支護(hù)工作空間頂板。

1.1.1 打眼和放炮。落煤要求保證規(guī)定的循環(huán)進(jìn)度，工作面平直，不留底煤和頂煤，以減輕對(duì)頂板的破壞，降低炸藥和雷管消耗。因此，要根據(jù)煤層的硬度、厚度、節(jié)理和裂脫的發(fā)育狀況及頂板條件，確定打眼爆破參數(shù)，包括炮眼排列、角度、眼深、裝藥量、一次起爆的炮眼數(shù)量以及爆破次序等。

1.1.2 炮采工作面支護(hù)和采空區(qū)處理。目前，我國部分炮采工作面仍采用金屬摩擦支柱和單體液壓支柱支護(hù)，其布置方式主要有單柱、對(duì)柱和密集支柱3種形式。最小控頂距應(yīng)保留3排支柱，以保證足夠的工作空間，最大控頂距一般不超過5排支柱。隨著采煤工作面不斷向前推進(jìn)，頂板懸露面積越來越大，為了工作面的安全和正常生產(chǎn)，需要及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理。由于頂板特征、煤層厚度和保護(hù)地表的特殊要求等條件不同，采空區(qū)有多種處理方法，但最常用的是全部垮落法。

1.2 普通機(jī)械化采煤工藝

普通機(jī)械化采煤工藝，簡稱“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)和采空區(qū)處理與炮采工藝基本相同。普采面使用單滾筒和雙滾筒兩種采煤機(jī)工作方式。單滾筒采煤機(jī)的滾筒一般位于工作面下端頭，這樣可縮短工作面下缺口的長度，使貨量不通過機(jī)體下方，裝煤效果好。雙滾筒采煤機(jī)解決了工作面兩頭做缺口的工作量，有利于工作面技術(shù)管理。采煤機(jī)有單向和雙向兩種割煤方式。雙向割煤，往返進(jìn)兩刀。中厚煤層單滾筒采煤機(jī)常采用單向割煤，往返進(jìn)一刀，它適合于采高在1.5 m以下的薄煤層，滾筒直徑接近采高、頂板較穩(wěn)定、煤層粘頂性不強(qiáng)等條件。

1.3 綜采工藝

綜合機(jī)械化采煤工藝(簡稱綜采工藝)是指采煤工作面中全部生產(chǎn)工序都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化連續(xù)作業(yè)的采煤工藝系統(tǒng)。綜采工藝大幅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了單產(chǎn)及安全性；因此，是目前最先進(jìn)的采煤工藝，是采煤工藝的重要發(fā)展方向。

1.3.1 割煤。割煤工序包括破煤與裝煤。完成割煤工序的采煤機(jī)有滾筒式采煤機(jī)和刨煤機(jī)兩種類型，滾筒式采煤機(jī)又分為單滾筒采煤機(jī)和雙滾筒采煤機(jī)。為了適應(yīng)采高的變化及煤層頂?shù)装宓钠鸱?，通常采用可調(diào)高雙滾筒采煤機(jī)割煤。雙滾筒采煤機(jī)無論上行還是下行，一般均采用前滾筒在上割頂煤。后滾筒在下割底煤。采煤機(jī)滾筒式在割煤的同時(shí)，利用滾筒的螺旋葉片和滾筒旋轉(zhuǎn)的拋擲作用，把煤直接裝入刮板輸送機(jī)。

1.3.2 運(yùn)煤。采煤機(jī)割下的煤炭被裝入刮板輸送機(jī)，從工作面運(yùn)出后經(jīng)工作面運(yùn)輸巷中的橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)出綜采工作面。刮板輸送機(jī)的運(yùn)送能力必須與采煤機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，一般情況下輸送機(jī)的輸送能力略大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力。

1.3.3 工作面支護(hù)和采空區(qū)處理。工作面使用的液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，自行完成對(duì)工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護(hù)幫、前移、推移刮板輸送機(jī)和采空區(qū)處理等工序。

1.4 連采工藝

煤房工作面使用連續(xù)采煤機(jī)完成破煤和裝煤，用梭車或可伸縮輸送機(jī)運(yùn)煤，采用錨桿支護(hù)頂板，使用鏟車搬運(yùn)物料和清理工作面，破、裝、運(yùn)、支等工藝過程全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。這種工作面的機(jī)械化采煤工藝習(xí)慣稱為連續(xù)采煤工藝(簡稱連采工藝)。實(shí)踐證明，連采工藝作為綜合機(jī)械化采煤的一種補(bǔ)充，在適宜的條件下，可取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

2 采煤工藝的選擇

2.1 適于采用炮采工藝的條件

炮采工藝具有技術(shù)裝備投資少、適應(yīng)性強(qiáng)、操作技術(shù)容易掌握、生產(chǎn)技術(shù)管理比較簡單等優(yōu)點(diǎn)；但是其單產(chǎn)和效率低，勞動(dòng)條件差，根據(jù)我國的技術(shù)政策，凡條件不適于機(jī)采的煤層，可采用炮采工藝。目前，我國炮采采煤多應(yīng)用于急傾斜煤層和地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜的煤層。

2.2 適于采用普采工藝的條件

普采設(shè)備價(jià)格便宜，1套普采設(shè)備只相當(dāng)于l套綜采設(shè)備的1/4，而產(chǎn)量可達(dá)到綜采產(chǎn)量的1/3—1／2。而且普采對(duì)地質(zhì)變化條件適應(yīng)性比綜采強(qiáng)，工作面搬遷容易。對(duì)推進(jìn)距離短、形狀不規(guī)則、小的地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育的工作面，綜采的優(yōu)勢(shì)難以發(fā)揮，而采用普采則可取得較好的效果。而且，普采操作技術(shù)易于掌握，組織生產(chǎn)比較容易。因此，普采是我國中小型礦井發(fā)展采煤機(jī)械化的重點(diǎn)。

2.3 適于采用綜采工藝的條件

綜采工藝具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗及勞動(dòng)條件好、勞動(dòng)強(qiáng)度小的優(yōu)點(diǎn)。但是綜采設(shè)備價(jià)格昂貴，綜采生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮有賴于全礦井良好的生產(chǎn)系統(tǒng)，較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。

2.4 適于采用連采工藝的條件

連采工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是投資少、出煤快、適應(yīng)性較強(qiáng)、機(jī)械化程度高、效率高、安全好等，但其通風(fēng)條件差，煤炭資源回收率較底，僅高于炮采采煤。連續(xù)采煤機(jī)房柱式開采對(duì)煤層地質(zhì)條件要求較高，主要適用于以下條件：開采深度較淺，構(gòu)造簡單，煤質(zhì)中硬或硬，開采技術(shù)條件簡單，煤層傾角不超過15°的薄及中厚煤層。近水平煤層最為適宜，但其采出率較低，不適用近距離煤層群開采。從近幾年我國連采工藝的應(yīng)用情況來看，該方法作為大中型礦井的輔助采煤方法為宜。

3 結(jié)論

煤礦開采技術(shù)隨著煤層賦存條件的不同而有很大的差異。20世紀(jì)以來采煤方法得到迅速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)明顯改善，綜合機(jī)械化采煤工作面的裝備發(fā)展較快，目前向大功率、電牽引、程序化發(fā)展。