淺論井下采煤技術(shù)

胡曉軍

[摘要]文章介紹了煤礦井下開采技術(shù)特點(diǎn)及現(xiàn)狀，分析了煤礦井下開采技術(shù)存在的問題，探討發(fā)辰的對策及加快推進(jìn)煤炭科學(xué)采煤技術(shù)措施、

[關(guān)鍵詞]煤礦；井下開采；技術(shù)探討

[中圖分類號(hào)]TD214

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672-5158（2013）05-0241-01

1井下開采技術(shù)特點(diǎn)

（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(fù)雜和具有難度，操作性也更強(qiáng)；其次井下開采要結(jié)合地質(zhì)情況、構(gòu)造情況、煤層分布特點(diǎn)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(shè)備的選擇和支護(hù)方法的確定等等。

（2）開采方式的選擇要根據(jù)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(fā)展多是伴隨著實(shí)踐的探索和不斷的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，每種采煤工藝的變革都是自上而下的一系列設(shè)備方法的改進(jìn)，而不僅是單純的某個(gè)環(huán)節(jié)。

2煤礦井下開采技術(shù)現(xiàn)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(fā)展的主題，采煤工藝的發(fā)展帶動(dòng)了煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革。由于長壁開采在中、小型礦井中是一種最新經(jīng)濟(jì)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(yīng)用，并占據(jù)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(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí)，繼續(xù)發(fā)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(yīng)用在不斷擴(kuò)展，應(yīng)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(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)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(yè)條件，提高單產(chǎn)和機(jī)械化采掘水平。

2.2技術(shù)裝備

煤炭工業(yè)技術(shù)裝備總體趨勢是根據(jù)煤炭開采條件，以高產(chǎn)高效、減人增效、安全可靠為目的，向大型化、集約化、自動(dòng)控制化方向發(fā)展。主要研究開發(fā)：體積小、功率大、高可靠n生的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)；研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架；研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加強(qiáng)支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p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(chǎn)高效指標(biāo)的差距，要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，就要提高開機(jī)率，對“支架一圍巖”系統(tǒng)、采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

今后研究的重點(diǎn)是：通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架一圍巖”系統(tǒng)控制，進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)；乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測診斷；采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測；帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。另外，在煤礦人員定位系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等方面采用高新技術(shù)來保障安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系。

2.3采場圍巖控制技術(shù)

國內(nèi)大型煤礦采場多采用重型液壓支架支護(hù)，巷道支護(hù)則以錨索、錨桿聯(lián)合支護(hù)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(hù)，巷道支護(hù)多以錨桿為主，砌碹、金屬支架為輔。針對堅(jiān)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(hù)技術(shù)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(xù)生產(chǎn)，監(jiān)測儀表趨于直觀、輕便、小型化。

2.4優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開采技術(shù)

改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置，以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo)，研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。實(shí)行全煤巷布置單—煤層開采，矸石基本不運(yùn)出地面，生產(chǎn)系統(tǒng)要減化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)綜采與綜掘同步發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井。開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，減化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開拓，集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)。大幅度降低巖巷掘進(jìn)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(shù)，既是減少污染的一項(xiàng)有利措施，又減化了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開采，應(yīng)加緊研究。

3煤礦井工開采技術(shù)存在的問題

（1）采煤技術(shù)水平仍然較低，技術(shù)裝備較差，采煤機(jī)制造技術(shù)落后。與國外同行業(yè)相比，在機(jī)電一體化、智能化、自動(dòng)化的控制技術(shù)，產(chǎn)品可靠性技術(shù)，數(shù)字集成技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，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(jī)械化系統(tǒng)，運(yùn)輸系統(tǒng)、采場圍巖控制系統(tǒng)、巷道準(zhǔn)備系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)裝備較差，功率及生產(chǎn)能力較小，機(jī)械化程度和工效普遍不高。

（3）引進(jìn)消化國外先進(jìn)設(shè)備方面不夠。在井下自救系統(tǒng)、避災(zāi)系統(tǒng)、個(gè)人防護(hù)裝備水平仍然很低，對瓦斯等重大災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)的儀器、儀表還不能完全達(dá)到要求，對安全事故的防治技術(shù)及裝備不能充分有效防治災(zāi)害或最大限度減輕災(zāi)害。

（4）煤礦重大科技攻關(guān)課題難以實(shí)現(xiàn)，重大安全技術(shù)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(hù)等方面存在許多技術(shù)難題，嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn)，這些涉及行業(yè)技術(shù)發(fā)展共性基礎(chǔ)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(diǎn)煤炭企業(yè)下放后，受單個(gè)企業(yè)和科研院所經(jīng)濟(jì)實(shí)力限制，難以開展技術(shù)攻關(guān)。煤炭地下氣化技術(shù)和煤炭地下漿化（液化）技術(shù)受經(jīng)濟(jì)成本等因素影響未能有效推廣應(yīng)用。

4煤礦井下開采技術(shù)發(fā)展

開發(fā)煤礦高效節(jié)約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高度可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)。以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開發(fā)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(chǎn)系統(tǒng)和開采布置，生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

加快實(shí)施“科技興煤”戰(zhàn)略。建立科技攻關(guān)資金渠道.爭取每年從科技部或國家發(fā)展改革委安全技術(shù)改造專項(xiàng)資金中列支一部分。作為引導(dǎo)資金。在國家煤礦安全監(jiān)察局的領(lǐng)導(dǎo)下，組織煤炭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、大專院校和有關(guān)單位開展開采技術(shù)、安全領(lǐng)域基礎(chǔ)性技術(shù)研究和科技攻關(guān)。

5結(jié)束語

運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的煤炭開采技術(shù)。高產(chǎn)高效礦井應(yīng)朝著礦井大型化，提升、運(yùn)輸、采煤、瓦斯監(jiān)測自動(dòng)化，固體污染物排放無害化，潔凈開采、綠色開采等方向發(fā)展。實(shí)踐證明，短期內(nèi)不可能出現(xiàn)新原理的采煤方法。因此，發(fā)展現(xiàn)代化采煤工藝是重點(diǎn)發(fā)展方向。在研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平的同時(shí)，要研究開發(fā)多層次、多樣化的采煤工藝，提高急傾斜、不穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層的單產(chǎn)和機(jī)械化水平。研究完善現(xiàn)有裝備，提高其生產(chǎn)能力，增強(qiáng)配套性、可靠性、提高使用壽命。采煤機(jī)向大型化、多電機(jī)大容量化、整機(jī)結(jié)構(gòu)模塊化、機(jī)電一體化和可靠性自動(dòng)控制發(fā)展；液壓支架以支撐掩護(hù)式為主，架體寬長、調(diào)高范圍大、功能齊全、工作阻力大，電液控制；工作面和礦井運(yùn)輸設(shè)備強(qiáng)力、配套，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化。