采煤技術在煤層開采中的技術要點探析

【摘要】煤炭作為主要的能源支撐在我國國民經濟發展過程中扮演非常重要的角色，隨著我國經濟技術的不斷發展，我國煤礦產業也已經從落后的回采工藝發展到了普通的機械化水準。開發煤礦要高效、高產的開采礦井，利用高效的集約型的生產加工技術，努力建設生產高度集中的煤礦，提高以生產的集中化和工作面的單產為核心的采煤工藝和裝備，進而提高我國采煤機械化的水平。本文主要對我國采煤技術的發展現狀、煤層開采中采煤技術及其要點進行了探究。

【關鍵詞】煤層開采；采煤技術；炮采；綜采；支護護理

1.我國采煤技術的發展現狀

我國的煤炭資源位居世界的首位，是煤炭資源最為豐富的國家之一，而且我國煤的種類齊全，這些就為我國快速的發展煤炭事業奠定了可靠的基礎和提供了必要的條件。自從新中國成立之后，我國的煤炭業得到了快速的發展，逐步的對落后的回采工藝進行了革新，之后又逐步的研制并推行了綜合的機械化和普通的機械化的采煤的工藝和設備，因此采煤的機械化取得了較大的進步。20世紀80 年代開始，我國采煤的機械化已經進入到了全新的發展階段，運用并推廣了連采的技術和設備，主要采用了封底式的刮板輸送機器、雙速、無鏈牽引的雙滾筒的采煤機和側卸等新型的工藝和設備；綜合的機械化采煤則面向了程序化、電牽引和大功率的方向發展，至此煤礦業的生產和發展水平得到了大幅度的提高。

2.煤層開采中的采煤技術及其要點

2.1爆破采煤法

爆破采煤法簡稱炮采，炮采技術主要是先以爆破方式落煤，再進行人工裝煤，最后使用自動化機械設備運煤，并以單體支柱支護采煤空間頂板。炮采技術主要包括破煤、裝煤、運煤、支護及采空區處理等工序。其特點是工藝所用設施設備較簡單，易于適應不同地形和地質條件。炮采技術有成本低、易于操作和控制等優點。

爆破落煤使用煤電鉆打眼放炮，這個過程要求放炮爆破的準確度，要使落下的煤塊破碎均勻，同時不破壞頂板、頂底煤無殘留，在最大限度降低雷管及炸藥的使用成本的基礎上，保證爆破質量和煤壁的平直。打眼放炮的具體操作體現在炮眼個數、炮眼深度、角度及用藥量等鉆眼放炮的參數，其參數決定于煤層實際情況如煤層厚度、硬度及煤層的裂隙情況和煤層頂板的穩定程度等。

部分采煤企業采用機械化的裝煤機和輸送機進行機械化裝煤運煤，很多采煤企業是采用人工裝煤和機械運煤的方式，除進行打眼爆破時部分煤由于爆破原因進入運煤機中，其余大都需要人工進行裝煤，進而有運煤機機械化運煤。為減少裝煤過程的人工勞動量，采煤企業可在鉆眼爆破前將輸送機盡量靠近煤壁，并加之以懸臂支架的保護措施，使爆破后的煤塊盡可能多地落入輸送機中，以便于破煤后的裝煤和運煤高效、順利進行。

隨著采煤工作進度的推進，其工作面會不斷延伸，頂板的懸露面積也也來越大，而頂板懸露面積的擴大會嚴重影響礦井的安全生產，當前的采空區處理方法有多種，主要根據實際的地質條件、煤層厚度和頂板特征決定，目前最常用的采空區處理方式是全部垮落的方法。當前我國炮采采用單體液壓支柱配鉸接頂梁進行支護或采用金屬摩擦支柱。兩種支護方式主要有單柱、對柱、密集支柱的方式，其最小控頂距應該保留3排支柱，而最大控頂距為5排支柱。

爆破采煤工藝具有操作技術易于掌握、適用性強、生產技術的管理較為簡單以及技術裝備的投資少的特點，它適用于非機械化的工作面，和一些傾斜度高的煤層及地質條件復雜的煤層。

2.2普通機械化采煤法

普通機械化采煤法簡稱普采，它是在炮采的基礎上，對落煤和裝煤等環節做了進一步的改進，機械化程度較高，落煤和裝煤由采煤機同時完成。而運煤、頂板支護和采空區處理與炮采工藝基本相同。普采面采煤機可分為單滾筒和雙滾筒兩種工作方式。采煤機有單向和雙向兩種割煤方式，可根據煤層的厚度，選擇單向切割和雙向切割兩種方式進行生產作業。中厚煤層單滾筒采煤機常采用單向割煤，往返進一刀。

普通采煤工藝的價格比較便宜，對于小的地質構造、形狀不規則以及推進距離較短的工作面，采用普通的采煤工藝可以取得比較好的效果。它適合于采高在15m以下的薄煤層，滾筒直徑接近采高、頂板較穩定，煤層粘頂性不強等條件。

2.3綜合機械化采煤法

綜合機械化采煤法簡稱綜采，這種采煤技術在整個生產過程中普遍采用了機械化的連續作業。綜采技術中人力勞動量大大減少，具有安全、高效的現代化采煤特點。綜采技術工作過程主要包括：割煤、運煤、采煤工作面支護及采空區處理。

割煤的過程包含了破煤和裝煤工作，在割煤工序中采用的設備有滾筒式采煤機和刨煤機兩種，兩種設備的選用根據工作面的實際情況決定。滾筒式采煤機同時又分為單滾筒式采煤機與雙滾筒式采煤機兩種，滾筒式采煤機在采煤割煤的同時，利用其滾筒和葉片對煤的拋擲作用，將煤直接裝入刮板輸送機，同步完成破煤和裝煤過程；刨煤機又可分為單向刨煤機和雙向刨煤機兩種，分別適用于不同煤層、不同傾角的工作面的使用。另外刨煤機由于其造價和維修成本低、操作界面無人化、易于控制和管理等優勢，在薄煤層開采中使用非常廣泛。綜采技術因其生產效率高、節省勞動力、安全及耗用低等特點，適用于煤層穩定、整體條件較好的工作面。

工作面的煤經采煤機處理后裝入刮板式輸送機后，刮板式輸送機將煤經工作面運出再通過工作面運輸巷中的可伸縮帶式輸送機或橋式轉載機運出工作面。刮板輸送機和運輸巷中的可伸縮帶式輸送機、橋式轉載機應在選型時注意與工作面采煤量及采煤機工作量的匹配。

由于全部垮落處理法成本低、操作簡易、可靠的特點，同樣在綜采技術的采空區處理中被采煤企業普遍采用。當前的綜采技術工作面中普遍采用液壓支架進行工作面支護工作，液壓支架可以內部高壓液體為動力，進行對工作面頂板的支撐、切頂等支護工作，并可推移輸送機、進行采空區處理。綜采技術工作面支護方式主要有及時支護和滯后支護兩種支護方式，直接頂穩定性差的工作面應采用及時支護的支護方式；直接頂穩定性好，且周期壓力大的頂板可選用滯后支護的工作面支護方式。

綜合采煤工藝的設備價格比較昂貴，綜合采煤工藝生產的優勢其發揮有賴于全礦井的良好的生產系統，較高的管理和操作水平以及較好的煤層的賦存的條件。綜合采煤的工藝適用煤層的傾角在55°以下，構造比較簡單、煤層的賦存比較穩定和頂、底的條件比較好的情況下。

2.4高檔普通機械化采煤法

高檔普通機械化采煤法簡稱高檔普采，就是采煤工作面裝有采煤機，可彎曲刮板輸送機，液壓支柱和金屬頂梁。可使前三個工序實現機械化，但支護和控頂仍為手工操作的采煤工藝。高檔普采支護采用單體液壓支柱，雙滾筒采煤機采煤，運煤采用可彎曲刮板輸送機。

采用高檔普采采煤工藝時，首先要通過物探或巷探等手段對工作面大的地質構造掌握清楚，以便為合理的開采方案的制定提供科學依據，為生產組織部署在時空上贏得更大的調節余地。當工作面遇到小的斷層或構造時，采用挑頂或臥底的方式，用爆破配合機采，同時可以在水平和豎直方向上調節刮板輸送機的彎曲角度以適應煤層的變化，發揮高檔普采最大效能。

3.結束語

采煤技術的運用以及采煤工藝的合理選擇是煤礦產業生產和發展的核心所在，同時也是實現高效高產礦井進行建設的依據，煤礦產業的生產指標其優劣狀況，除了有關的資源條件以外，主要決定于所采用的技術和對工藝選擇的先進性、 合理性和適用性。因此，采煤技術的運用以及采煤工藝的選擇都應該嚴格堅持煤炭的高采率、高效、高產和高安全等最基本的原則，從而提高煤礦企業煤炭開采的經濟、綜合效益。

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