井下采煤技術與工藝的選擇及應用

郭全義

(平煤股份七礦，河南 平頂山 467099)

煤炭是我國工業生產所需的主要能源，在經濟社會的發展進程中發揮著重要的作用，即便是在當下節能減排的宣傳攻勢下，煤炭依舊會繼續發揮其能源基礎性作用。在我國，井下采煤是我國采煤工業的主要生產方式，隨著經濟社會的不斷進步，我國井下采煤技術和工藝也得到了持續的發展，在煤炭生產領域發揮著越來越重要的作用。因此，對采煤技術和采煤工藝進行合理的選擇和應用，對煤礦的安全、資源的合理利用以及全社會的可持續發展，都具有十分重要的現實意義。為此，需要發展現代化的采煤技術，提高單產和機械化生產的水平，研究和開發多層次、多樣化的采煤工藝，實現井下采煤的連續化和高效化。本文以此為基礎，分析了采煤技術，討論了井下采煤工藝的適用條件，并從多個不同的側面給出了井下采煤方法的選擇和應用依據。旨在為我國井下采煤效率和效果的提升提供一定的可供借鑒的信息。

1 對井下采煤技術的分析

1.1 普通機械化采煤技術

該技術的特點是通過采煤機械同時完成落煤與裝煤兩個工序，在普采面使用單滾筒與雙滾筒兩種采煤機工作方式［1]。其中，單滾筒采煤機的滾筒大多位于工作面的下端頭，而雙滾筒采煤機能夠解決工作面兩頭做缺口的工作量，這明顯有利于工作面技術管理。

1.2 炮采技術

通過該技術能夠實現爆破落煤、爆破后人工裝煤、機械化運煤以及通過單體支柱支護工作空間頂板等。進入上個世紀八十年代之后，我國炮采技術得到了明顯的更新，通過防炮崩單體液壓支柱代替了摩擦式金屬支柱，使得工作空間得到了有效的控制。比如，落煤要求保證規定的循環進度，工作面要平直，不留任何底煤和頂煤，以此來減輕對頂板的破壞、降低炸藥與雷管的消耗等。

1.3 綜合機械化采煤技術

該技術指的是采煤工作面中所有的生產工序都實現了機械化連續作業。這一技術的應用能夠較好的降低勞動強度，提高產量和生產的安全性，綜合機械化采煤技術被認為是目前最為先進的采煤技術［2]。其具體內容包括運煤、工作面支護與采空區處理等。其中，割煤工序又涉及到破煤與裝煤。為了適應采高的變化和煤層頂底板的起伏，一般采用可調高的雙滾筒采煤機進行割煤。

1.4 連采技術

該技術是作為綜合機械化采煤的一種補充形式出現的。在適當的條件下，對連采技術的應用，往往能夠取得良好的技術經濟效果。這一技術的特點是：它采用5-7m的煤房將待采煤層切割成正方形或者長方形的煤柱，煤柱的寬度由幾米到幾時米不等。當然，采煤過程要在煤房中進行，連續采煤機采煤能夠實行掘采合一。

2 井下采煤工藝的適用條件

2.1 適用于普通采煤工藝的條件

普通型的采煤工藝在對地質變化的適應能力方面，比綜合采煤工藝的要強一些，工作面的搬遷也相對更加容易［3]。而對于小的地質構造或者形狀不規則、推進距離較短的工作面，這一工藝的優勢就較難發揮出來，可是采用普通的采煤工藝就能夠較好的完成。

2.2 適用于爆破采煤工藝的條件

爆破采煤工藝具有操作技術容易掌握、適用性較強的特點，但是其勞動條件較差，單產的效率相對較低。根據我國的技術改革的政策，如果條件不適用于機械采煤的煤層，就能夠采用爆破采煤的工藝方式。在當前，我國的爆破采煤工藝大大多數都應用在地質構造相對復雜與急傾斜的煤層之中。

2.3 適用于綜合采煤工藝的條件

綜合采煤技術能夠實現低耗、高效、安全、高產的生產，且勞動強度小、勞動條件好。但是，這種采煤工藝的劣勢也是十分明顯的，比如設備的價格比較昂貴，采煤的投入較高。從我國綜合采煤的生產的經驗和目前的技術水平來看，綜合采煤技術適用在下述條件中：煤層傾角低于55度，構造較為簡單，煤層的賦存相對穩定等［4]。

2.4 適用于連續采煤工藝的條件

連續的采煤機房柱式的開采對煤層的地質條件要求比較高，其應用主要以如下條件為基礎：煤層傾角低于15度、薄和中厚的煤層、煤質硬或者中硬、構造相對簡單等。

3 井下采煤技術和工藝的選擇應用

3.1 煤層的開采厚度

煤層的厚度過大就容易導致機械難以充分破壞，使煤礦的采出率過低;煤層的厚度太小，就容易超前冒頂，夾矸率也較大。大量的實踐證明，當頂煤的厚度過于薄時，就會容易發生超前冒頂。

3.2 煤層的開采深度

煤礦的頂煤冒放性和開采深度關系密切，煤層的開采深度越深，它的頂煤就越容易冒落。通過實踐和理論能夠計算出頂煤冒放性和開采深度的具體關系，找出一定的規律。在一般的采煤條件下，如果超出了400m的煤礦開采深度，就容易產生頂煤冒落。

3.3 煤層的開采強度

煤層的硬度系數用f值表示，頂煤的冒放性越好，f值就要越小于3［5]。煤層強度與煤層的抗壓強度、煤層的節理、內外裂隙的發育程度相關，煤層整體強指的是存在不同程度的構造裂隙與地質弱面。

4 結束語

要想發展煤礦工業，就需要煤炭原料，在我國，煤礦資源豐富、種類齊全，有利于發展煤礦工業。通過本文的分析可知，改善我國采煤技術的發展狀況，完善我國現有的煤礦開采中井下采煤技術，就需要合理選擇井下采煤技術，在保障井下煤礦開采的安全前提下，促進我國煤礦開采事業的發展，實現較高的效益。

［1]樊心磊.井下采煤技術與采煤工藝的選擇應用［J].中國新技術產品，2012(10)：160.

［2]侯昭君.井下采煤技術及采煤工藝的選擇［J].煤炭技術，2008(12)：65-67.

［3]李峰.井下采煤生產技術及采煤方法的選擇研究［J].科技與企業，2012(1)：12-14.

［4]段錫平.關于井下采煤技術的選擇探討［J].百科論壇，2011(9)：9-10.

［5]溫千峰.淺議井下采煤技術的合理選擇［J].中國新技術產品，2012(16)：22-23.