淺論井下采煤技術

胡曉軍

[摘要]文章介紹了煤礦井下開采技術特點及現狀，分析了煤礦井下開采技術存在的問題，探討發辰的對策及加快推進煤炭科學采煤技術措施、

[關鍵詞]煤礦；井下開采；技術探討

[中圖分類號]TD214

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0241-01

1井下開采技術特點

（1）煤礦開采分為：露天開采和井下開采兩種方式。相對于露天開采而言，井下開采更復雜和具有難度，操作性也更強；其次井下開采要結合地質情況、構造情況、煤層分布特點等，來制定合理的開采方案，其中包括開采方式（井筒采用平硐或斜井）、開采設備的選擇和支護方法的確定等等。

（2）開采方式的選擇要根據煤礦類型來確定，不同的開采方式采收率差別很大，井下開采常用長壁式開采、放頂煤開采等方式，露天煤礦開采多直接采用挖掘的方式。采煤工藝的發展多是伴隨著實踐的探索和不斷的經驗總結，每種采煤工藝的變革都是自上而下的一系列設備方法的改進，而不僅是單純的某個環節。

2煤礦井下開采技術現狀

2.1采煤方法與工藝

采煤方法與工藝的不斷完善是采礦發展的主題，采煤工藝的發展帶動了煤炭開采各環節的變革。由于長壁開采在中、小型礦井中是一種最新經濟的井下采煤方法，目前長壁式采煤法在全球井下開采中普遍應用，并占據了核心地位。

長壁采煤工藝中，針對緩傾斜、傾斜煤層，目前采用的采煤方法與工藝有緩傾斜薄煤層及中厚煤層單一長壁綜采、緩傾斜厚煤層傾斜分層長壁綜采、緩傾斜厚煤層一次采全高長壁綜采、緩傾斜厚煤層放頂煤長壁綜采等。

在發展現代采煤工藝的同時，繼續發展多層次、多樣化的采煤工藝。我國長壁采煤方法已趨成熟，放頂采煤的應用在不斷擴展，應用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高，急傾斜、不穩定、地質構造復雜等較難開采煤層的采煤方法和工藝的研究有很大空間。主要方向是改善作業條件，提高單產和機械化采掘水平。

2.2技術裝備

煤炭工業技術裝備總體趨勢是根據煤炭開采條件，以高產高效、減人增效、安全可靠為目的，向大型化、集約化、自動控制化方向發展。主要研究開發：體積小、功率大、高可靠n生的薄煤層采煤機、刨煤機；研制適合刨煤機綜采的液壓支架；研究開發薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采技術。應進一步加強完善支架結構及強度，加強支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴重損壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層（采高3m左右）高產高效指標的差距，要實現高產高效，就要提高開機率，對“支架一圍巖”系統、采運設備進行監控。

今后研究的重點是：通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架一圍巖”系統控制，進一步完善液壓信息、支架位態、頂板狀態、支護質量信息的自動采集系統；乳化液泵站及液壓系統運行狀態的檢測診斷；采煤機在線與離線相結合的“油磨屑”監測和溫度、電信號的監測；帶式輸送機、刮板輸送機全面狀態監控。另外，在煤礦人員定位系統、瓦斯監測、監控系統、通信系統等方面采用高新技術來保障安全與生產、安全與效益的關系。

2.3采場圍巖控制技術

國內大型煤礦采場多采用重型液壓支架支護，巷道支護則以錨索、錨桿聯合支護為主。中、小型煤礦回采面多采用單體液壓支柱、金屬支柱支護，巷道支護多以錨桿為主，砌碹、金屬支架為輔。針對堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜、大采高、大采深采場等不同條件的支護技術和材料也將不斷推出。耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿將陸續生產，監測儀表趨于直觀、輕便、小型化。

2.4優化巷道布置，減少矸石排放的開采技術

改進、完善現有采煤方法和開采布置，以實現開采效益最大化為目標，研究開發煤礦地質條件開采巷道布置及工藝技術評價體系專家系統，實現開采方法、開采布置與煤層地質條件的最優匹配。實行全煤巷布置單—煤層開采，矸石基本不運出地面，生產系統要減化，同時實現綜采與綜掘同步發展，生產效率大幅提高的經驗的同時，重點研究高產高效礦井。開拓部署與巷道布置系統的優化，減化巷道布置，優化采區及工作面參數，研究單一煤層集中開拓，集中準備、集中回采的關鍵技術。大幅度降低巖巷掘進率。多開煤巷，減少出矸率；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術，既是減少污染的一項有利措施，又減化了生產系統，有利于高產高效集中化開采，應加緊研究。

3煤礦井工開采技術存在的問題

（1）采煤技術水平仍然較低，技術裝備較差，采煤機制造技術落后。與國外同行業相比，在機電一體化、智能化、自動化的控制技術，產品可靠性技術，數字集成技術與計算機輔助設計技術，仍然存在較大差距，中、小型礦井落煤方式還以炮采為主，工作面走向長度過短。

（2）在采煤機械化系統，運輸系統、采場圍巖控制系統、巷道準備系統和輔助運輸系統技術裝備較差，功率及生產能力較小，機械化程度和工效普遍不高。

（3）引進消化國外先進設備方面不夠。在井下自救系統、避災系統、個人防護裝備水平仍然很低，對瓦斯等重大災害預測預報的儀器、儀表還不能完全達到要求，對安全事故的防治技術及裝備不能充分有效防治災害或最大限度減輕災害。

（4）煤礦重大科技攻關課題難以實現，重大安全技術問題難以解決。目前我國煤礦在“一通三防”.防治水、礦井深部地壓、沖擊地壓、高溫害和支護等方面存在許多技術難題，嚴重威脅著煤礦安全生產，這些涉及行業技術發展共性基礎性和前瞻性的重大科技工作課題，國家支持范圍和力度與過去相比大大減少。

重點煤炭企業下放后，受單個企業和科研院所經濟實力限制，難以開展技術攻關。煤炭地下氣化技術和煤炭地下漿化（液化）技術受經濟成本等因素影響未能有效推廣應用。

4煤礦井下開采技術發展

開發煤礦高效節約化生產技術、建設生產高度集中、高度可靠性的高產高效礦井開采技術。以提高工作面單產和生產集中化為核心，以提高效率和經濟效益為目標，研究開發各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產系統和開采布置，生產過程監控與科學管理等相互配套的成套開采技術，發展各種礦井煤層條件下的采煤機械化，進一步改進工藝和裝備，提高應用水平和擴大應用范圍，提高采煤機械化的程度和水平。

加快實施“科技興煤”戰略。建立科技攻關資金渠道.爭取每年從科技部或國家發展改革委安全技術改造專項資金中列支一部分。作為引導資金。在國家煤礦安全監察局的領導下，組織煤炭企業、科研機構、大專院校和有關單位開展開采技術、安全領域基礎性技術研究和科技攻關。

5結束語

運用現代高新技術改造傳統的煤炭開采技術。高產高效礦井應朝著礦井大型化，提升、運輸、采煤、瓦斯監測自動化，固體污染物排放無害化，潔凈開采、綠色開采等方向發展。實踐證明，短期內不可能出現新原理的采煤方法。因此，發展現代化采煤工藝是重點發展方向。在研究開發強力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設備和監控生產系統，提高單產和機械化水平的同時，要研究開發多層次、多樣化的采煤工藝，提高急傾斜、不穩定地質構造復雜等難采煤層的單產和機械化水平。研究完善現有裝備，提高其生產能力，增強配套性、可靠性、提高使用壽命。采煤機向大型化、多電機大容量化、整機結構模塊化、機電一體化和可靠性自動控制發展；液壓支架以支撐掩護式為主，架體寬長、調高范圍大、功能齊全、工作阻力大，電液控制；工作面和礦井運輸設備強力、配套，實現連續化。