探究井下采煤技術(shù)及采煤工藝的有效選擇

閆鵬斌

摘 要： 隨著我國社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，人民的生活質(zhì)量也在不斷提高，對于煤炭、石油等能源行業(yè)的需求量也越來越高。近幾年煤礦資源總量的不斷下降，給人們的采煤技術(shù)與工藝提出了較大的難度，有效選擇井下采煤技術(shù)與采煤工藝才能保證采煤的質(zhì)量、效率以及開采安全。本文通過簡析目前的井下采煤技術(shù)，分析井下采煤技術(shù)及采煤工藝的有效選擇，并提出井下采煤技術(shù)及采煤工藝的注意事項，以期不斷提高井下采煤的開采效率。

關(guān)鍵詞： 井下;采煤技術(shù);采煤工藝

【中圖分類號】E231 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.230

引言：有效、安全的采煤技術(shù)及采煤工藝是確保煤炭資源可以得到順利開采的重要基礎(chǔ)。目前煤炭開采的技術(shù)和工藝十分普遍，但在實際的開采過程中依然存在一定的安全漏洞和隱患，其不僅會導(dǎo)致開采的質(zhì)量和效率低下，影響煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還會嚴(yán)重威脅開采人員的生命財產(chǎn)安全。在人們能源需求量不斷增大的今天，就需要我們不斷的優(yōu)化和完善采煤技術(shù)及采煤工藝，并且能夠根據(jù)復(fù)雜多變的井下施工環(huán)境以及以往的開采經(jīng)驗和數(shù)學(xué)模型中來合理選擇、正確使用采煤技術(shù)及采煤工藝，從而提高煤炭資源開采的質(zhì)量、效率和安全。

1 簡析目前的井下采煤技術(shù)

1.1 爆破采煤技術(shù)。首先，在煤礦開采的爆破落煤過程中，相關(guān)人員最先需要考慮的問題就是炮眼位置的選擇，其不僅關(guān)系到后期的開采進(jìn)度，還關(guān)系到相關(guān)人員的生命安全。在進(jìn)行礦山開采之前，施工單位需要提前對開采地區(qū)的地質(zhì)條件、巖體以及斷面特點等自然因素和爆破技術(shù)的實際情況來進(jìn)行合理規(guī)劃，從而選出最佳的炮眼位置。在進(jìn)行炮眼位置設(shè)置時，要嚴(yán)格控制炮眼深度、直徑和角度等，合理選擇鉆眼設(shè)備、爆破炸藥用量等，并且要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的施工機械設(shè)備，以保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

其次，工作面支護(hù)是確保采煤作業(yè)能夠安全進(jìn)行的重要基礎(chǔ)保障。頂板支護(hù)可以通過采用木頂柱或者單體支柱等支柱手段來進(jìn)行支護(hù)，煤礦采空區(qū)可以采用垮落法、充填法等方法來進(jìn)行工作面支護(hù)，為后續(xù)的煤礦開采工作預(yù)留足夠的空間，確保井下采煤工作的施工安全。

最后，爆破落煤之后相關(guān)人員要首先檢查工作面支護(hù)的安全穩(wěn)定性，確保裝煤人員的施工安全。根據(jù)爆破現(xiàn)場的實際情況來合理安排裝煤設(shè)備和人員，如煤壁本身存在松散煤塊或者在刮板運輸過程中存在落煤的情況時可以選擇人工裝煤，而其他的就可以直接選擇機械裝煤，提高裝煤的工作效率。裝煤結(jié)束之后，根據(jù)炮采面傾角的不同選擇最適合的運煤技術(shù)，炮采面傾角大于25度時可以采用自溜的運輸方式，相反則需要采用機械運輸?shù)姆绞絹磉M(jìn)行運煤工作。

1.2 機械化采煤技術(shù)。機械化采煤技術(shù)主要分為普通機械采煤和綜合機械采煤技術(shù)兩種。普通機械采煤是60年代開始出現(xiàn)在我國，至今具有較為廣泛的應(yīng)用，其主要特點是借助滾筒采煤機或者雙滾筒采煤機同時進(jìn)行落煤和采煤工作，使用的是單體支柱模式進(jìn)行支護(hù);綜合機械采煤技術(shù)是采用有較強科學(xué)性的現(xiàn)代化技術(shù)手段來進(jìn)行采煤操作，其大都是采用雙滾筒采煤機和刨煤機來進(jìn)行采煤工作，使用及時支護(hù)或者延時支護(hù)的方式來進(jìn)行工作面支護(hù)，然后通過刮板輸送機的方式來確保整個采煤流程的順利進(jìn)行。相比普通機械采煤技術(shù)需要耗費大量的人力、物力和財力，并且開采效率低、能源浪費較嚴(yán)重的現(xiàn)象而言，綜合機械采煤技術(shù)的成本較低、效率較高，且施工工藝和環(huán)境更加安全。

1.3 連續(xù)采煤技術(shù)。連續(xù)采煤技術(shù)是借助連續(xù)采煤機、破煤技術(shù)和裝煤技術(shù)來整體協(xié)調(diào)運行的一種借助機械化設(shè)備來最終實現(xiàn)煤田的開采工作。其主要是利用錨桿來完成頂板支護(hù)，利用開采運輸機械一體化的方式來實現(xiàn)對煤層的切割操作，最后采用梭車的方式來實現(xiàn)煤炭的運輸。

2 井下采煤技術(shù)及采煤工藝的有效選擇

2.1 爆破采煤工藝。爆破采煤技術(shù)是最為傳統(tǒng)的一種采煤技術(shù)，其需要實現(xiàn)對采煤機械設(shè)備、工作人員以及爆破炸藥三者的協(xié)調(diào)，具有施工成本較低、操作工藝簡單等優(yōu)勢，因此其具有較為廣泛的應(yīng)用。但是爆破采煤技術(shù)在實際施工過程中存在一定的劣勢和弊端，其中最常見的就是由于爆破帶來的地震效應(yīng)而對整個生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞，包括爆破之后產(chǎn)生的煙塵較多，工作人員的工作環(huán)境惡劣，存在一定的安全隱患，且煤炭能源的回收效率較低;在裝煤過程中需要大量的工作人員，這就使得企業(yè)在勞動力資源方面的成本投入較高;只有井下煤炭的地質(zhì)環(huán)境有限，如空間狹小、地質(zhì)不穩(wěn)定、傾斜角度過大等才適用于爆破采煤技術(shù)。

2.2 機械化采煤工藝。普通機械化采煤技術(shù)的投入成本較低，各種設(shè)施設(shè)備的操作簡單，相關(guān)人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)就可以獨自上手進(jìn)行操作，且適應(yīng)環(huán)境的能力強，無需操作人員進(jìn)行復(fù)雜的機械調(diào)試工作，因此很多企業(yè)為了節(jié)約自身的經(jīng)濟(jì)效益大都會采用該種采煤技術(shù)，但是其采煤質(zhì)量較差，不能實現(xiàn)煤炭資源的最優(yōu)化開采。綜合機械采煤技術(shù)是由機械設(shè)備參與整個采煤流程，其投入成本較高，且對操作人員的綜合素質(zhì)要求較高，適用于井下結(jié)構(gòu)較為單一、穩(wěn)定且傾角較小的煤炭區(qū)，但不適用于環(huán)境復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2.3 連續(xù)采煤工藝。連續(xù)采煤工藝的每個環(huán)節(jié)都需要對應(yīng)不同的機械設(shè)備，其投入成本比綜合機械化采煤工藝較低，且環(huán)境適應(yīng)性較強，能夠較好保證施工人員的安全，但是其通風(fēng)條件較差、開采效率低，容易造成資源浪費的現(xiàn)象，適用于煤層較薄、地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅硬、傾斜角度較小的井下施工環(huán)境。

3 選擇井下采煤技術(shù)及采煤工藝的注意事項

3.1 加強安全監(jiān)督管理。在井下采煤工程施工之前，管理部門要加強安全監(jiān)督管理，加大安全的宣傳和教育力度，尤其是采用爆破采煤技術(shù)時，要及時清除啞炮、危石、邊坡松渣等物質(zhì)，然后經(jīng)過作業(yè)人員初檢、施工員復(fù)檢以及質(zhì)檢員終檢的程序來將各項管理工作落實到位，堅持預(yù)防為主的原則，嚴(yán)格控制采煤施工技術(shù)。

3.2 提高采煤效率。在選擇井下采煤技術(shù)和采煤工藝時，要根據(jù)井下施工環(huán)境的不同來選擇具有施工可行性以及較高采煤效率的采煤技術(shù)和工藝，重視培養(yǎng)相關(guān)人員的綜合素質(zhì)，以進(jìn)一步提高開采效率，保證開采質(zhì)量，從而滿足煤礦企業(yè)的發(fā)展需要。

4 總結(jié)

煤炭資源是保證我國社會生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的重要資源之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各類采煤技術(shù)和采煤工藝也得到了較快發(fā)展，因此，煤礦企業(yè)在進(jìn)行井下煤炭資源開采時要重視提高煤礦開采施工的安全性，提高采煤的質(zhì)量和效率，確保企業(yè)可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而不斷促進(jìn)我國煤炭開采事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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