采煤新技術(shù)在采掘作業(yè)中的應(yīng)用

劉 彪

（黑龍江工業(yè)學(xué)院14級采礦工程,黑龍江 雞西 158100）

煤炭工業(yè)是我國傳統(tǒng)的重工業(yè)，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了很多能源資源，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。采煤技術(shù)的投入使用有利于提高煤礦采掘作業(yè)的效率，提高煤炭能源的開采效率。

1 在采掘作業(yè)中應(yīng)用采煤新技術(shù)的意義

我國是一個能源大國，但是由于人口眾多，我國的人均資源占有量較低。我國的煤炭資源比較豐富，但是經(jīng)過近幾十年的不合理開采利用和回填工作不到位，我國的煤炭資源面臨即將枯竭的危機(jī)。為了緩解危機(jī)，我國煤炭行業(yè)必須提高煤炭資源的開采效率，做好回填工作，減少資源浪費(fèi)。采煤新技術(shù)則有利于提高煤炭采掘作業(yè)的效率，有利于促進(jìn)我國煤炭行業(yè)和社會的可持續(xù)發(fā)展。

采用煤炭新技術(shù)是煤炭公司提高效益的關(guān)鍵。眾所周知，煤炭行業(yè)是資源密集性和勞動密集型產(chǎn)業(yè)，公司在開采煤炭的過程中成本投資很大。煤炭新技術(shù)不僅有利于提高煤炭的開采效率，還可以減輕礦工的負(fù)擔(dān)，節(jié)省人力，從而減少公司在人力成本上的投資，提高公司的效益。

伴隨著不合理無節(jié)制開采煤礦的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，我國的生態(tài)問題越來越嚴(yán)重，例如大量農(nóng)田和建筑物被破壞、水土流失、堆積成山的矸石、地表水和地下水被污染等問題，這些問題都對當(dāng)?shù)氐纳瞽h(huán)境造成很大影響。合理科學(xué)的采煤新技術(shù)配以正確的開采方法可以有效降低煤礦開采對環(huán)境的破壞程度，提高煤炭資源的開采效率，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)協(xié)同進(jìn)步。

2 采煤新技術(shù)在采掘作業(yè)中的應(yīng)用

2.1 偽傾斜掩護(hù)支架采煤法

偽傾斜掩護(hù)支架采煤法的采煤工作面呈直線，偽斜布置，沿著走向推進(jìn)采煤區(qū)域。它適用于急傾斜煤層中，走向是指傾斜沿層與水平面的交線。并且一般用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)，工人則在掩護(hù)支架下進(jìn)行采掘作業(yè)。對于柔性支架的構(gòu)建，鋼梁一般沿煤層厚度布置，鋼梁之間的間距小于等于0.3米為最佳。鋼絲繩也沿著走向布置，荊笆條的布置在鋼梁上雙層鋪設(shè)更能保障工人的安全。

這種采煤工藝的巷道布置較獨(dú)特，當(dāng)運(yùn)輸石門揭露煤層后，再向上掘一組上山眼，安排運(yùn)輸平巷。隨后再在采掘的區(qū)域的邊界開掘一對開切眼，作為回采開始階段的運(yùn)輸點(diǎn)、交換空氣和工作人員通行之用。掩護(hù)支架結(jié)構(gòu)有多種形式，平板型掩護(hù)支架、“八”字形掩護(hù)支架和組合梁掩護(hù)支架。平板形掩護(hù)支架的主要組成部分為鋼架和鋼絲繩。鋼架和鋼梁的布置有所差異，鋼架主要沿著煤層厚度來布置。平板型結(jié)構(gòu)得架子柔性大而且容易控制便于回收，但是這種結(jié)構(gòu)使用條件有限，只適合于2.5-5m左右的煤層。八字形掩護(hù)支架區(qū)別于平板型掩護(hù)支架的地方在于其工作空間較大，因?yàn)樗尸F(xiàn)“八”字型支架。它和平板型掩護(hù)支架的采掘深度同等，都限于五米之內(nèi)。而組合梁掩護(hù)支架就可用于煤層厚度大于5m的采掘工作時使用。它是采用兩根鋼梁搭接或?qū)邮逛摷艿拈L度同等于煤層厚度的一根直梁，這種支架還可以在雙地溝的工作面上起到支撐保護(hù)作用。組合梁掩護(hù)支架采煤法可以實(shí)現(xiàn)煤炭的自滑運(yùn)輸；掩護(hù)支架的穩(wěn)定性和堅固性高，更有利于保障工人的安全；通風(fēng)系統(tǒng)簡單而且通風(fēng)效果較好；煤炭采掘效率也比較高。但其也存在無法自動調(diào)節(jié)掩護(hù)支架得寬度而不利于煤層厚度變化大的條件下使用。

2.2 放頂煤開采法

放頂煤開采法主要是針對較厚煤層的開采技術(shù)，它的操作方式較為簡單，是在厚煤層的下部開通一個采高位2-3米的工作面。在前方支承壓力產(chǎn)生力的作用條件下，工作面的不斷推進(jìn)致使工作面上的媒體碎裂，并且在支架尾部的切頂線附近冒落放出的新型采煤方法。頂煤體的破壞和破碎主要靠支承壓力和支架-圍巖的相互作用來完成。在頂煤破壞的過程中，一般會經(jīng)過四個階段，其一為頂煤強(qiáng)化階段，這個階段是支承壓力在達(dá)到頂峰點(diǎn)之前的壓力上升的過程；其二是裂隙擴(kuò)展過程，支承壓力到達(dá)頂峰值后到工作煤壁的應(yīng)力不斷下降的階段；其三是破碎松動階段，即頂煤出現(xiàn)破碎；最后一階段即冒放階段。使用頂煤開采法具有其獨(dú)特的優(yōu)勢。首先，利用煤礦原有的壓力使煤破碎，這是一種低能耗的工藝，資金和人力資源投資較少；其次，我國的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，但頂煤開采受煤層穩(wěn)定性和厚度變化的影響較小，有利于煤炭采掘效率的提高。同時，頂煤開采法的巷道布置簡單易操作，其工程量與傳統(tǒng)采掘工藝相比較較小，減輕了工作人員的工作量和工作壓力。但不可忽視的是，放頂煤開采過程中粉塵較大，井下工作環(huán)境差強(qiáng)人意；工作面的過風(fēng)斷面小，風(fēng)排瓦斯量較小

2.3 機(jī)電一體化自動化技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國煤炭行業(yè)也正在逐漸走向自動化、機(jī)電化的道路，很多新型的機(jī)械監(jiān)控設(shè)備經(jīng)過改良已經(jīng)投入煤炭生產(chǎn)的行業(yè)中，煤炭采掘工作中也可應(yīng)用自動化機(jī)械和使用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)察采掘進(jìn)度。近幾年，新型得煤炭采掘、運(yùn)輸設(shè)備不斷出現(xiàn)在市場上，目前這些設(shè)備已具有電氣控制操縱功能，完全可以實(shí)現(xiàn)采掘作業(yè)的全自動化，更適合于在礦井下密閉狹小的空間內(nèi)展開作業(yè)，煤炭生產(chǎn)率有效提高。比如，懸臂式掘進(jìn)機(jī)是我國中小型煤炭企業(yè)最常使用的采掘設(shè)備，它可以深入礦井深處，靈活調(diào)節(jié)采掘進(jìn)度，可能有人會考慮到掘進(jìn)機(jī)的支護(hù)問題，對于支護(hù)作用錨桿與錨網(wǎng)相互聯(lián)合支護(hù)就能進(jìn)行有效保護(hù)。

在礦井監(jiān)測工作方面使用網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)采掘工作的監(jiān)測和操控，如今，很多監(jiān)控系統(tǒng)都已相對完善，可以全面覆蓋全礦井的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，能準(zhǔn)確監(jiān)測到礦井中的煤層和瓦斯含量和通風(fēng)、排水情況，實(shí)現(xiàn)高效安全生產(chǎn)。

3 小結(jié)

煤炭行業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一。技術(shù)是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)條件，只有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)才能引導(dǎo)煤炭企業(yè)保持平穩(wěn)、健康的發(fā)展。所以，煤炭企業(yè)必須不斷引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備，推動采掘作業(yè)的自動化一體化進(jìn)程，推進(jìn)企業(yè)改革，減少不必要的資源浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。

[1]王甫雄.采煤新技術(shù)在采掘作業(yè)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2017(11).

[2]孫衛(wèi)立.煤礦采煤新技術(shù)應(yīng)用探究.機(jī)械管理開發(fā)[J].2016(12).

[3]自動化技術(shù)在煤礦掘金工作面的應(yīng)用[J].建筑科技,2017(08).