井下回采技術(shù)與回采工藝的選擇應(yīng)用

摘 要：井下采煤方式是煤礦挖掘生產(chǎn)過程中極為關(guān)鍵的一環(huán)，若掌握了將下回采技術(shù)與回采工藝的合理組合，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化策略來進(jìn)行高效率生產(chǎn)，這對企業(yè)、對社會都意義重大。尤其是在呼吁環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的新時(shí)代，充分搭配組合好井下回采技術(shù)與回采工藝，既實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益，更能實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞：最優(yōu)化策略;回采工藝;礦層勘探

1 回采工藝的自身發(fā)展與內(nèi)在規(guī)律

1.1 回采工藝選擇的因素與條件

回采工藝最重要的是進(jìn)行挖掘開采煤礦的方法、工序順序、前后步驟的最優(yōu)化、最合理策略。井下礦床分布極為復(fù)雜，不同的分布規(guī)律就要求采礦工人需采取有所差別、具體分析的機(jī)械裝備與策略步驟。采取最優(yōu)化回采工藝策略，才能最大程度保障采礦工人生命財(cái)產(chǎn)安全、企業(yè)成本大幅降低、生態(tài)環(huán)境得到充分保護(hù)。

1.2 回采工藝的類型與優(yōu)劣

經(jīng)過社會主義工業(yè)化的不斷探索，我國勞動人民普遍推崇采取的回采工藝有四種：普通機(jī)械化回采工藝、炮采回采工藝、水力回采工藝系統(tǒng)、綜合機(jī)械化回采工藝。每種回采工藝各有利弊。

1.2.1 綜合機(jī)械化回采工藝

綜采工藝特點(diǎn)：綜采技術(shù)是數(shù)代勞動人民智慧的結(jié)晶，凝結(jié)著回采工藝不斷地創(chuàng)新發(fā)展的成果，其自動化、機(jī)械化最大程度的減少了采礦工人的無謂勞動，節(jié)省了體力，使生命安全保障有了極大的提升。功率大的滾筒采煤機(jī)和高液壓支架的發(fā)明創(chuàng)新，應(yīng)用半徑不斷擴(kuò)大，井下煤礦的開采挖掘系統(tǒng)有了極大的簡約化、集成化，有利于進(jìn)行集中管理。

1.2.2 普通機(jī)械化回采工藝

普通機(jī)械化回采工藝是采取自動化、機(jī)械化方法進(jìn)行粉碎煤礦和裝輸煤礦一體化和單體支柱支護(hù)的回采工藝。普采與綜采工藝的差別在于，普采不采取全自動化流程，其支護(hù)、放頂工序需人工進(jìn)行。某種程度上，普采工藝的工人勞動量較大;經(jīng)濟(jì)效益上以及安全保障上都與綜采工藝有一定區(qū)別。

1.2.3 爆破回采工藝

炮采顧名思義，是指用爆破方法在長壁工作面粉碎煤礦和裝輸煤礦一體華和單體支柱支護(hù)的回采工藝。在炮采工藝中，由于不需要什么昂貴機(jī)械設(shè)備，成本極低是一大優(yōu)勢;另外，炮采工藝基本上可應(yīng)對大部分礦床分布，不存在什么技術(shù)障礙。雖然這為企業(yè)節(jié)省了一部分成本開支，但是它的弊端顯而易見。在炮采工藝中，高強(qiáng)度的工人勞動來維護(hù)炮采工作面采煤和支護(hù)這兩項(xiàng)主要任務(wù)，勞動工人的體力勞動大幅增加，支護(hù)工作極為不安全，這使他們的生命安全有了較大威脅，即使節(jié)省成本，但炮采工藝的產(chǎn)量并不高、日產(chǎn)量及勞動生產(chǎn)率低、材料消耗量大，相對經(jīng)濟(jì)效益大打折扣。

1.2.4 水力回采工藝

水力采煤是一種工藝技術(shù)進(jìn)步，它利用水槍射流粉碎煤礦，借助于一定的坡度使碎煤隨水流從開采面中流出，沿巷道憑“無壓水力運(yùn)輸”原理運(yùn)到儲存庫中，再由井底儲藏庫用煤漿泵把水煤交融而成的液態(tài)煤漿抽離到地面。它使一般機(jī)械化、自動化采煤的復(fù)雜工序、重復(fù)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程得到了簡化。水采工藝設(shè)備不復(fù)雜、不昂貴，由于流程簡化了無用重復(fù)勞動，采礦工人們的生命安全保障、效率性問題有了極大改善，但是水采工藝的經(jīng)濟(jì)效益不樂觀，所開采出煤礦耗損大，水電資源耗費(fèi)高。

2 井下開采的邏輯思路

2.1 井下開采技術(shù)的應(yīng)用邏輯

2.1.1 自然條件

井下自然環(huán)境復(fù)雜多變，采取何種開采技術(shù)有著至關(guān)重要的意義。在一般深度的礦井中，采取爆采工藝較為合適。比如在井下礦區(qū)內(nèi)以煤礦柱作為支撐，在回采過程中若采取爆破方式，就會極高效率的粉粹煤礦，便于開采。但是柱采煤礦技術(shù)所形成工作面較小，單方面開采必然影響生產(chǎn)效率，這就要求井下開采技術(shù)要采取多方面開采系統(tǒng)進(jìn)行同時(shí)作業(yè)，這要就保證了經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)對井下煤礦開采到一定深度時(shí)，仍需通過爆破方式進(jìn)行回采。

2.1.2 經(jīng)濟(jì)效益

企業(yè)、礦場主的成本、經(jīng)濟(jì)效益也是不得不考慮的問題。一般規(guī)律來說，井下采煤方式的上手性易，易操作，成本低廉，開采質(zhì)量較為保障。但是一般此種采煤方式的缺點(diǎn)需對井下煤礦資源分布及周圍環(huán)境有一個(gè)清晰了解，這個(gè)過程中的探測成本花費(fèi)也不得不考慮。

2.2 井下開采技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新

井下煤礦的分布極不規(guī)律，企業(yè)若想高效率的進(jìn)行開采，就不得不令開采人員對井下地理自然環(huán)境進(jìn)行深入探測，得到煤礦分布的確切位置規(guī)律。但是對于一些自然環(huán)境極為惡劣的地下礦床，采用傳統(tǒng)開采方式無疑使經(jīng)濟(jì)效益、生命安全有著極大不確定性，因此必須采用先進(jìn)高效的開采設(shè)備來最大程度的確保井下采煤的效率和安全保障。井下回采技術(shù)的先進(jìn)成果的長臂開采法就是一種適應(yīng)于各類復(fù)雜自然環(huán)境的煤礦開采技術(shù)手段。長臂開采方式作為主流采煤手段在全球范圍內(nèi)進(jìn)行傳播和采用。長臂開采技術(shù)具有自動化、智能化、安全系數(shù)高的優(yōu)勢，能高效率有助于采礦工人的勞動生產(chǎn)，從而確保采煤工作的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)友好。

長臂開采技術(shù)與傳統(tǒng)化井下回采技術(shù)相比在許多生產(chǎn)工序上進(jìn)行了發(fā)展與改良?，F(xiàn)在井下回采技術(shù)中廣泛采用的頂煤開采技術(shù)實(shí)則是長臂開采技術(shù)中的一種類型。頂煤開采技術(shù)是一種先進(jìn)的創(chuàng)新，頂煤的開采利用效率有了極大飛躍。其開采過程包括頂煤開采步驟順序的確定、頂煤支架的安放、相關(guān)數(shù)據(jù)的測量等;頂煤首次采集與回采方法利用的是曲面平巷布置及煤柱尺寸測量計(jì)算、沿空掘巷、留巷技術(shù)等。

首先，長臂礦區(qū)的幾何尺寸也明顯增大。面板尺寸的增加可以有效地提高開采效率，節(jié)約開采時(shí)間。采用該采礦方法后，煤礦的開采效率提高了近10%。在礦山運(yùn)輸方式上，長臂采礦方式改變了傳統(tǒng)的鐵路運(yùn)輸方式，采用了高效、穩(wěn)定的皮帶運(yùn)輸方式。這種運(yùn)輸方式可以實(shí)現(xiàn)從開采礦井到煤礦基地再到運(yùn)輸鐵路的綜合運(yùn)輸過程，并配有極為相恰的運(yùn)輸系統(tǒng)，大大節(jié)省了運(yùn)輸成本。

技術(shù)人員應(yīng)在建立有機(jī)統(tǒng)一的良性循環(huán)系統(tǒng)和改良創(chuàng)新技術(shù)的前提下，優(yōu)化原有的開采方式和巷道布置方式，結(jié)合井下煤礦自然地理環(huán)境，合理制定最優(yōu)化、最高產(chǎn)的開采技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)煤礦的綜合開采和管理。盡量簡化生產(chǎn)過程，刪減或優(yōu)化一些不必要的生產(chǎn)過程。在保證生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，努力實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型生產(chǎn)，提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3 井下回采技術(shù)與回采工藝的關(guān)系及最優(yōu)化組合策略

理清不同工序之間的順序關(guān)系和各自所用到的機(jī)械設(shè)備、所消耗的人力勞動、所需要的時(shí)間，進(jìn)行不同工序有機(jī)化、最優(yōu)化安排，減少無用重復(fù)性勞動。同時(shí)要兼顧如支護(hù)線、回柱放頂線、作缺口線等的后續(xù)工作高效有序進(jìn)行。

井下回采技術(shù)的應(yīng)用必須充分考慮地下自然地理環(huán)境和煤礦資源分布的情況。在充分勘探后需根據(jù)地下實(shí)際地形地貌確定使用何種機(jī)械設(shè)備、何種回采工藝，并充分將最優(yōu)化策略方案傳達(dá)給采礦工人。采礦鉆具進(jìn)入地下礦床后，要充分利用測量儀器就實(shí)地測量計(jì)算和具體情況具體分析地調(diào)整井下開采角度，以保證挖掘采集方向的正確率。在采礦鉆具勘探進(jìn)程中，要適當(dāng)準(zhǔn)確的變換鉆具方向性，預(yù)防鉆具距離預(yù)定角度有極大誤差，使生命安全、經(jīng)濟(jì)效益得不到充分保障。與井下采煤相對的露天開采技術(shù)大多采用直接采礦法，而井下采煤不得不思考實(shí)際井下地理環(huán)境、勞動工人的生命安全、成本性價(jià)比的開采設(shè)備，大多選取由上向下的回采技術(shù)。隨著回采工藝與井下回采技術(shù)的改良創(chuàng)新，定向開采技術(shù)被廣泛承認(rèn)并采納。井下定向開采技術(shù)較為靈活，不從單一方向進(jìn)行開采，而是從全方位進(jìn)行采集，如今應(yīng)用定向鉆孔法進(jìn)行地下采煤方位確定。

合理科學(xué)的回采工藝與井下回采技術(shù)對設(shè)備要求、實(shí)際地貌、礦床豐富、勞動周期、高效管理、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)友好有極大依賴性與要求。井下采煤進(jìn)程中，是否可以刪減一些無用重復(fù)性工序步驟，怎樣進(jìn)行高效率的采煤流水線并聯(lián)體系，怎樣充分進(jìn)行時(shí)間和空間的最優(yōu)化安排，是回采工藝形式上不得不思考的命題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張桐桐，榮鵬，黃剛，等.智慧礦山發(fā)展趨勢下的采礦工程建設(shè)[J].中國機(jī)械，2019（6）：79-80.

作者簡介：

靳鵬波（1987- ），男，籍貫：山西省陽城縣，2009年畢業(yè)于山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，現(xiàn)就職于山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦。