淺談煤礦開采中井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇

＊馬建軍

（陽泉市大陽泉煤礦有限責(zé)任公司 山西 045000）

引言

隨著我國煤炭事業(yè)的發(fā)展建設(shè)，該領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)得到質(zhì)的飛躍，比如我國煤礦開采的相關(guān)技術(shù)得到完善，更加趨于成熟，其中的井下煤礦開采技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，利用人工結(jié)合機(jī)械的工作方式，大幅度提升工作效率和工作質(zhì)量。然而隨著我國對(duì)煤礦開采的需求量逐漸增大，開采的規(guī)模也越來越大，對(duì)井下開采技術(shù)要求越來越高，采煤的工藝越來越復(fù)雜。為保障開采過程中施工人員的人身安全，盡最大努力避免安全事故的發(fā)生，要從各個(gè)環(huán)節(jié)把關(guān)，其中最需要著重把關(guān)的就是在井下開采煤礦的情況。雖然井下采煤技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但仍有上升空間。除了井下開采技術(shù)外，采煤工藝的選擇也很重要，施工人員要通過仔細(xì)勘察，對(duì)開采環(huán)境有一定了解，結(jié)合開采情況和現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)正確做出判斷，選擇安全、合適的采煤工藝。

1.煤礦開采技術(shù)之井下采煤技術(shù)

圖1 綜合機(jī)械化采煤工藝

井下采煤是煤礦開采過程中不可缺失的一環(huán)，在技術(shù)改革之前，需要工作人員下到井下去采煤，對(duì)于采煤人員來說，不僅采煤環(huán)境惡劣導(dǎo)致員工無法依據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制采礦時(shí)間以及保證工作質(zhì)量，最重要的是采煤人員的人身安全沒有保障。因此提高井下采煤技術(shù)機(jī)械化是必要的，不僅提高工作效率還能夠大大降低意外事故的發(fā)生可能性，這才是最具有現(xiàn)實(shí)意義的。

(1)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)

綜合機(jī)械化技術(shù)顧名思義即指施工過程中所有與生產(chǎn)環(huán)節(jié)相關(guān)的操作都要使用機(jī)械，利用機(jī)械進(jìn)行割煤、采煤等相關(guān)工作步驟。其中要特別關(guān)注的是兩個(gè)步驟，一個(gè)步驟是割煤，要等割煤機(jī)成功破煤后施工人員完成裝煤步驟才算割煤環(huán)節(jié)完成。其中的破煤步驟可以有多種選擇，利用滾筒式采煤機(jī)和刨煤機(jī)兩種機(jī)械進(jìn)行割煤通常是企業(yè)使用的方式。另一個(gè)就是運(yùn)輸環(huán)節(jié)，要將開采出來的煤利用傳送機(jī)運(yùn)輸出去。運(yùn)輸環(huán)節(jié)的關(guān)注點(diǎn)在于將開采出來的煤全部運(yùn)出，保證開采數(shù)量和運(yùn)煤數(shù)量的誤差降到最小。綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的重要意義是采礦人員從生產(chǎn)環(huán)節(jié)的開始到結(jié)束都是利用機(jī)械工作，注意機(jī)械使用時(shí)要嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，相關(guān)的工作人員的人身安全可以有保障，工作效率大大提高的同時(shí)也要保證勞動(dòng)強(qiáng)度穩(wěn)定甚至降低，具有提高工作質(zhì)量的作用。

圖2 普通機(jī)械化采煤技術(shù)

(2)普通機(jī)械化采煤技術(shù)

普通機(jī)械化不同于綜合機(jī)械采煤技術(shù)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)全程使用機(jī)械而是以大量勞動(dòng)力作為支持的條件下結(jié)合機(jī)械工具采煤的一種采煤技術(shù)。這樣的采煤技術(shù)使用的工具也不同于上文提到的采煤機(jī)而是單滾筒或者雙滾筒的采煤機(jī)，通過人工操作，進(jìn)行采煤。這樣的采煤技術(shù)對(duì)煤礦企業(yè)來講可以大大降低成本需要，保證預(yù)算不超支，在合理范圍內(nèi)降低的成本的方式，保證自身盈利的穩(wěn)定增加。因?yàn)閯趧?dòng)力充足，可以利用勞動(dòng)力代替高投入的機(jī)械化生產(chǎn)，以增減勞動(dòng)力控制工作的質(zhì)量，這是企業(yè)以盈利為中心進(jìn)行施工的一種方式。該方式的不足在于不僅浪費(fèi)大量勞動(dòng)力還降低人員采煤的安全性，有發(fā)生意外事故的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)連續(xù)采煤技術(shù)

連續(xù)采煤技術(shù)是多在發(fā)達(dá)國家使用的一種技術(shù)，以連續(xù)采煤機(jī)的成套設(shè)備為工具，在滿足井下煤層構(gòu)造的條件下進(jìn)行井下采煤，我國尚未完全掌握該技術(shù)，所以能夠完全掌握該技術(shù)是我國煤礦企業(yè)的下一步發(fā)展研究方向之一，該技術(shù)的產(chǎn)生有助于我國煤礦事業(yè)的發(fā)展。該技術(shù)的主要應(yīng)用環(huán)節(jié)同樣是采煤環(huán)節(jié)的破煤和裝煤，該技術(shù)以利用連續(xù)采煤機(jī)的施工方法，達(dá)到將掘進(jìn)和開采結(jié)合成一個(gè)環(huán)節(jié)的目的，方便采煤企業(yè)在煤礦采集時(shí)以提高工作效率為目的降低對(duì)勞動(dòng)力的需求，以此降低工作人員的施工風(fēng)險(xiǎn)以及增加工作的效率。在這樣的技術(shù)支持下，煤礦企業(yè)的開采工作無論從工作質(zhì)量還是日后的利益所得的角度分析都是非常輕松高效的。另外，從環(huán)境保護(hù)角度分析，采煤時(shí)的連續(xù)施工方便員工對(duì)部分煤柱進(jìn)行回收，減少礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)。如我國使用該技術(shù)，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

(4)爆破采煤技術(shù)

最后一個(gè)采煤技術(shù)是炮采技術(shù)，即爆破采煤技術(shù)。爆破采煤技術(shù)是通過爆破方式使煤下落后再進(jìn)行裝煤等環(huán)節(jié)完成采煤工作。爆破采煤技術(shù)相比上文中的技術(shù)更加復(fù)雜，操作流程中注意事項(xiàng)較多，因此依據(jù)流程的順序展開分析注意點(diǎn)：

①爆破落煤：這個(gè)過程需要注意的是運(yùn)送機(jī)、頂板的安全性以及爆破的精準(zhǔn)性。相關(guān)專業(yè)人員必須將這二者的“保障”做到安全范圍以內(nèi)，即充分滿足保證安全性以及精準(zhǔn)性的所需條件，安全問題做好才能進(jìn)行爆破落煤。

②裝煤：這個(gè)步驟比較簡單，工作人員只需要把爆破后落在工作面上的原煤裝載，或人工方式或運(yùn)輸機(jī)裝載或者兩者搭配都可以。

③支護(hù)工作面，處理采空區(qū)：采空區(qū)處理對(duì)采煤過程的安全性有保障性作用，主要依靠前兩個(gè)步驟的操作以及最后的支護(hù)空間頂板完成。

2.煤礦開采之井下采煤工藝選擇

煤礦企業(yè)的經(jīng)營主要依靠煤礦開采技術(shù)、煤礦開采工藝選擇、以及管理制度等多個(gè)方面的協(xié)作配合。由于煤礦開采技術(shù)與我國煤礦領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展有關(guān)，各企業(yè)技術(shù)水平基本保持持平，能夠在市場競爭力上體現(xiàn)優(yōu)勢。所以，市場競爭力得核心體現(xiàn)就是合理、科學(xué)得做出采煤工藝選擇。

(1)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)與工藝的適用條件

綜采的適用情況很簡單，只要保證煤層的傾角小于55°即可。值得一提的是，根據(jù)綜采的“三低”（低耗能、低勞動(dòng)力需求、低勞動(dòng)強(qiáng)度）“三高”（高效率、高質(zhì)量、高安全性）優(yōu)勢以及可以改善開采環(huán)境、保證工作質(zhì)量的優(yōu)勢看，都是企業(yè)的最佳選擇，然而在我國只有部分企業(yè)選擇了這項(xiàng)技術(shù)，原因是綜采的成本投入非常高。我國能夠使用該項(xiàng)技術(shù)的專業(yè)人才還很缺乏，如果企業(yè)選擇使用這項(xiàng)技術(shù)，需要找到具有豐富經(jīng)驗(yàn)的從業(yè)人員，有足夠的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，不僅要有理論知識(shí)的基礎(chǔ)還要有實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)做支撐，才能夠?qū)⒃摷夹g(shù)的優(yōu)勢完全發(fā)揮出來。

(2)普通機(jī)械化采集技術(shù)及工藝的適用條件

該技術(shù)的一項(xiàng)優(yōu)勢非常明顯，就是成本低并且具有很強(qiáng)的實(shí)用性。因此很多中小型企業(yè)會(huì)在進(jìn)行大量開采時(shí)普遍應(yīng)用該技術(shù)。低成本是因?yàn)閷?duì)機(jī)械設(shè)備的需求轉(zhuǎn)為對(duì)勞動(dòng)力的需求。該技術(shù)是能夠快速適應(yīng)高難度的煤礦開采，利于企業(yè)開采地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的煤礦的一種采煤技術(shù)，因?yàn)樵摷夹g(shù)的另一個(gè)優(yōu)勢特點(diǎn)就是對(duì)地質(zhì)條件的超強(qiáng)適應(yīng)性。因?yàn)樾枰獎(jiǎng)趧?dòng)力作為技術(shù)的另一部分主體因素，所以對(duì)操作人員的專業(yè)要求沒有綜采要求高，技術(shù)比較容易掌握。

(3)連續(xù)采煤技術(shù)及工藝的適用條件

雖然我國仍未完全掌握該項(xiàng)技術(shù)，只將該技術(shù)作為大、中型煤礦開采的輔助，但是為滿足相關(guān)行業(yè)的企業(yè)發(fā)展需要，還是要充分分析的。該技術(shù)的適用條件簡單陳述是需要滿足井下煤層構(gòu)造的條件，展開分析是需要煤層傾角滿足低于15°、煤層結(jié)構(gòu)簡單且埋藏深度淺三項(xiàng)條件，除去缺乏通風(fēng)的缺點(diǎn)和較前兩種方式的適用條件略顯苛刻外，優(yōu)點(diǎn)也是顯著的，比如可以保證出煤的速度、操作時(shí)安全性很高，機(jī)械化的程度也很高，以及在做到以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能保證投入的成本低。因此在我國技術(shù)還不達(dá)水平的時(shí)候就要作為輔助技術(shù)運(yùn)用在煤礦開采的工作當(dāng)中。從目前我國煤礦開采的需求市場以及科技進(jìn)步的狀況分析，提高對(duì)該技術(shù)的了解以及完善該項(xiàng)技術(shù)的信息，加大對(duì)該技術(shù)的掌握、完善是具有實(shí)際意義的。

(4)爆破采煤技術(shù)及工藝的適用條件

炮采技術(shù)同普采技術(shù)一樣具有低成本、高適應(yīng)性的特點(diǎn)，同屬易于掌握操作的技術(shù)。但注意事項(xiàng)要多于普采技術(shù)。關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的不足非常明顯，比如容易破壞環(huán)境、制造巨大煙塵等，需要我國相關(guān)部門提高對(duì)該技術(shù)的投入，進(jìn)而完善該項(xiàng)技術(shù)，減少不足。

3.總結(jié)語

隨著我國煤礦事業(yè)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，帶動(dòng)采煤技術(shù)不斷完善、創(chuàng)新，然而仍有很大上升空間。減少技術(shù)的不足，完善各項(xiàng)技術(shù)，對(duì)完成我國采煤事業(yè)發(fā)展的機(jī)械化、智能化是必需的舉措。因此煤礦企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，招聘優(yōu)秀的人才進(jìn)行研發(fā)、創(chuàng)新，積極迎合國家的發(fā)展。除此之外還要結(jié)合實(shí)際情況正確選擇現(xiàn)有的各項(xiàng)技術(shù)，利用機(jī)械設(shè)備工作，充分發(fā)揮每項(xiàng)技術(shù)的作用，高效且保證安全性的完成工作并在工作過程中貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。