煤礦開采技術(shù)及其工藝研究

張帆

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦，河南 平頂山 467000）

一、采煤技術(shù)與工藝現(xiàn)狀分析

（一）井下爆破采煤技術(shù)

首先是科學(xué)設(shè)計(jì)炮眼位置，需經(jīng)嚴(yán)密的計(jì)算與分析，進(jìn)而對(duì)炮眼排列加以設(shè)計(jì)，提高爆破的產(chǎn)煤效果；其次是裝煤環(huán)節(jié)，由于煤層在經(jīng)爆破后會(huì)出現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)坍塌，需要將散落煤炭進(jìn)行裝運(yùn)，完成爆破采煤過程；最后是采煤區(qū)支護(hù)環(huán)節(jié)，這是保證煤層爆破后安全性的重要措施，為爆破采煤提供安全保障。

（二）連續(xù)采煤技術(shù)

該技術(shù)作為新型采煤技術(shù)，其核心設(shè)備是連續(xù)采煤機(jī)，具備回采、巷道掘進(jìn)等功能，主要適用于房柱式采煤法。連續(xù)采煤技術(shù)可同時(shí)完成破煤、裝煤等操作，開采效率更高，能夠?qū)崿F(xiàn)高度機(jī)械化開采。但連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用，對(duì)煤礦開采環(huán)境有較高要求，主要用于煤層厚度適中，煤層地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦井環(huán)境，這也就限制了連續(xù)采煤技術(shù)應(yīng)用空間。

（三）機(jī)械化采煤技術(shù)

該技術(shù)屬于常規(guī)采煤工藝，在多數(shù)煤礦開采中均有應(yīng)用，提高了采煤機(jī)械化程度。對(duì)于普通機(jī)械化采煤而言，其對(duì)于開采中的煤炭裝運(yùn)、支護(hù)等，采用的常規(guī)處理方式，現(xiàn)在只要采用滾筒式的采煤機(jī)，通過螺旋槳切割使得煤層開采更加高效，配套開采設(shè)備還有刮板輸送機(jī)、鋼梁支護(hù)頂板等，整體煤炭產(chǎn)出率較高。此外，綜采工藝也是機(jī)械化采煤重要代表，在采煤機(jī)械化和自動(dòng)化上更具優(yōu)勢(shì)，較適用于大型煤礦開采。

（四）小煤礦技術(shù)改造

在煤礦產(chǎn)業(yè)調(diào)整中，更多的小煤礦被關(guān)停，主要因其采煤工藝與設(shè)備相對(duì)落后，采煤安全難以保障，這有助于煤礦也健康發(fā)展。中小煤礦要發(fā)展，就要注重采煤技術(shù)改造，創(chuàng)新采煤工藝，提高中小煤礦的采煤機(jī)械化水平。還要考慮到頂板控制在小煤礦中難以發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這也是小煤礦事故重要誘因，所以要加強(qiáng)小煤礦中頂板及底板控制，保障開采安全。

二、采煤技術(shù)與工藝的選擇探究

（一）綜合機(jī)械化采煤工藝

在煤礦開采中，綜采工藝的優(yōu)勢(shì)較為顯著，具有更高的機(jī)械化水平，已成為采煤工藝的重要發(fā)展方向，在大中型煤礦中多有應(yīng)用。綜采技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：資源損耗少，生產(chǎn)效率高，安全隱患少，降低采煤工人勞動(dòng)強(qiáng)度等。但是綜采技術(shù)也有明顯的不足之處，采煤設(shè)備耗資巨大，設(shè)備方面投入較大，對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)的要求較高，并且對(duì)綜采設(shè)備操作人員素質(zhì)要求很高，很多中小煤礦企業(yè)不能很好地滿足其使用要求，因此綜采工藝在實(shí)際煤礦生產(chǎn)中并未得到普及。與此同時(shí)，綜采技術(shù)對(duì)煤的存儲(chǔ)條件要求也很嚴(yán)格，需要保證煤層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)斷層現(xiàn)象，不利于綜合機(jī)械化采煤工作的順利進(jìn)行。目前來(lái)說，在采用這項(xiàng)技術(shù)的過程中，主要是考慮安全因素。在條件允許的情況下應(yīng)用綜采技術(shù)，能夠有效減少煤礦安全事故，增加采煤生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

（二）普通機(jī)械化采煤工藝

該工藝在實(shí)際煤礦開采中有著很好的適應(yīng)性，又被稱為普采工藝，具有更廣泛的應(yīng)用空間。其主要工作原理是通過采煤機(jī)來(lái)完成相關(guān)工序，提高工程的機(jī)械化水平，減少不必要的工作量。但是在使用普采設(shè)備的過程中，采煤效率往往不盡人意，煤礦產(chǎn)量不達(dá)標(biāo)。經(jīng)不斷發(fā)展，高檔普通機(jī)械化采煤也得到了較好應(yīng)用，在進(jìn)行支護(hù)和空頂?shù)倪^程中主要依靠人力實(shí)現(xiàn)，采用液壓支柱的方式能夠大大提高頂板的穩(wěn)定性，減少工人勞動(dòng)量的同時(shí)又提高了工作效率。采用普采方式雖然存在著很多不足之處，但是相對(duì)于其他采煤工藝其優(yōu)點(diǎn)也十分明顯。首先相對(duì)于綜采工藝來(lái)說，普采方式耗資更少，產(chǎn)煤的經(jīng)濟(jì)效益更高，能夠很好地適應(yīng)各種復(fù)雜工況，也可以將其應(yīng)用于中厚層，與此同時(shí)輔助性系統(tǒng)的配置也一定要到位，能夠有效降低施工的操作難度。在中小型煤礦中經(jīng)常會(huì)用到這種開采方法。將液壓支柱應(yīng)用于高檔普采，效率提升明顯，在此基礎(chǔ)上提高了采煤的機(jī)械化程度，有利于采煤企業(yè)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（三）爆破采煤工藝技術(shù)

使用爆破方式落煤，對(duì)定向準(zhǔn)確性要求較高，爆破采煤的煤塊均勻、煤壁平直，對(duì)后期支護(hù)影響小。所以，使用毫秒延期定向爆破技術(shù)，可以在一定程度上減少爆破的時(shí)間，提升出塊效率。因?yàn)楸坡涿褐笥幸徊糠謺?huì)進(jìn)入輸送機(jī)，所以只需要工作人員進(jìn)行很短時(shí)間的裝煤工作。此外，有許多機(jī)械設(shè)備能夠高效地輔助工作人員進(jìn)行裝煤。生產(chǎn)中可使用爆破震動(dòng)較小的開采設(shè)備，或者使用一些智能化的自動(dòng)開采設(shè)備。并且還需要全方面地分析所用工藝的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及對(duì)周圍環(huán)境與居民生產(chǎn)生活所帶來(lái)的影響，加工時(shí)所用的設(shè)備也最好使用自動(dòng)化、智能化的設(shè)備，在一定程度上減少人工環(huán)節(jié)。相關(guān)技術(shù)人員必須制定完善的、科學(xué)化的爆破設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)鉆孔、炮孔驗(yàn)收、裝藥、充埴堵塞等環(huán)節(jié)。測(cè)量臺(tái)階高度、最小抗線，并結(jié)合地形、地質(zhì)確定各個(gè)炮孔。需要注意的是，孔深度的誤差范圍必須要維持在 30 cm 以內(nèi)，傾角維持在 2 以內(nèi)，孔距、排距也必須維持在 30 cm 以內(nèi)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為達(dá)到更高效率及安全性要求，采煤技術(shù)與工藝的選擇較為關(guān)鍵，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合煤礦開采條件，選擇更為適用的采煤技術(shù)，創(chuàng)造更高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。當(dāng)前，在先進(jìn)科技的推動(dòng)下，采煤技術(shù)與工藝獲得極大提升，有著較高發(fā)展?jié)摿?，同時(shí)也為采煤作業(yè)提供更多技術(shù)選擇空間，這也是采礦事業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力。