淺談井下采煤技術和工藝的選擇及應用

摘要：開采技術和工藝的選擇使用對井下采煤質量和安全有著重影響，文章首先簡單介紹了井下采煤技術，然后介紹了幾種實際中常用的井下采煤技術，最后對采煤工藝的選擇及應用進行了分析。

關鍵詞：井下采煤技術；開采工藝；綜采技術；炮采技術

中圖分類號：TD263 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）15-0057-02

國內煤炭資源較為豐富，主要有露天煤礦和井下煤礦兩種。露天煤礦開采難度小，隨著開采利用的增加，數量日益減少。井下開采成了今后的主要趨勢，但受地質、水文、天氣等條件影響，井下煤礦頗為復雜，稍有疏忽，極易出現安全事故。為減少危險，對采煤技術及相關工藝提出了更高的要求。傳統的采煤方式效率低、產量少，容易造成資源浪費，且安全性沒有良好保障。在當前新形勢下，要提高競爭力，必須加強對開采技術和工藝的重視。

1井下采煤技術

煤炭是我國使用最多的能源，大多形成時間久遠，且深埋地下。露天煤礦日益減少，為保證能源供應，需加大對井下煤炭資源的開采力度。實際作業中有著很大難度，需結合當地地質水文狀況，以及經濟技術條件等諸多因素加以考慮，并制定適宜的開采方案；煤礦的規模、類型、厚度等各有差異，應選擇相應的開采技術，且技術水平不同，開采速度及采收率也不同。開采的效率和經濟性是考慮的重點，為實現高效高質開采，技術和設備起著基礎性作用。再加上科學的管理和有效的控制，方能實現目的，促進國內煤礦開采行業的進步。就國內而言，自20世紀50年代，傳統的回采工藝逐漸被機械化開采技術所取代；到了80年代，機械化取得很大進步，連采技術迅速推廣。隨著難度的增加，機械化采煤技術將邁向大功率和程序化的發展軌道。

2應用較多的采煤技術

2.1綜采技術

即綜合機械化技術，實現整個作業過程的機械化。井下開采包括掘井、運輸等環節，工作量大且帶有危險性。綜采技術通過機械作業減少勞動量，也使得生產效率有所提升，安全性有所保障。在煤礦開采中，該方式較為先進，是我國未來采煤的主要技術。主要包括以下兩個工序：①割煤。常使用刨煤機或雙滾筒采煤機等機械設備，又可分為破煤、裝煤兩步。以雙滾筒采煤機為例，前后滾筒同時運行，分別負責礦頂及下面的割煤工作。同時滾筒葉片會將切割下來的煤拋至運輸機上，方便運出。刨煤機也是一種割煤機械，但相比之下，穩定性和開采效率都有所不足，所以在軟煤地帶比較適用；②運輸。割煤成功后，由運輸機負責運輸，然后利用帶式或橋式運輸機將煤運出。

2.2普采技術

即普通機械化技術，在小型煤礦開采中使用較多。所有工序都依賴于傳統的機械方法，且落煤和裝煤工序可同時完成，其他如支護、運煤等都和炮采工藝原理一致。在工作面作業時，使用的采煤機方式可分為兩類：①單滾筒采煤機。為避免下缺口過長，多將滾筒設置在工作面下端，可起到較好的效果；②雙滾筒采煤機。其滾筒設置在工作面兩端，可起到減輕工作量的效果，而且有利于提高工作面的技術管理水平。

2.3連采技術

該技術也是全過程機械化作業，利用連續采煤機進行破煤和裝煤；然后利用伸縮輸送機或梭車負責運煤；物料的搬運以及作業面的清理等依靠鏟車完成；也通常采用錨桿支護頂板，效率較高。采煤作業多在煤房中開展，所以應提前建好煤房，數量為3~4個，并按照要求切割煤層，形成正方形或矩形的煤柱；接著綜合開采及挖掘工藝對煤柱進行回收。煤柱回收方式有多種，需結合實際情況而定。

2.4炮采技術

即以爆破的方式開采煤礦，人力裝煤、皮帶運輸，頂板使用單體支柱作為支撐。應用中，炮眼尤為關鍵，若設計不當，會影響到爆破效果。且爆破后會產生大量塵屑，所以爆破后需及時對開采空區加以處理。

首先是爆破落煤，對精確度要求較為嚴格既要做到均勻粉碎煤礦，又要保證頂板、支護以及其他設備不會被破壞。且作業面要保持平直，炸藥使用量越少越好。這就要求作業人員應提前做好準備工作，全面了解煤層分布狀況、煤層厚度硬度、頂板承受能力等。接下來就是炮眼的鉆定，必須有極高的準確度。其次為裝煤作業，爆破并不能將全部的煤都拋至運輸機上，所以需要依靠人力完成其余裝煤作業；此外便是作業面的支護和采空區的處理，從當前現狀來看，國內的井煤支護仍有使用金屬摩擦支柱和單體液壓支柱的。為減少頂板懸漏面積、實現安全采煤，必須及時清理采空區，如使用全部垮落法等。

3關于井下采煤工藝的選擇及應用

井下采煤具有一定的難度，在長期實踐探索中，技術頻繁更新，工藝的選擇性也不斷增多。采煤工藝的使用狀況與最終開采效率密切相關，故應結合實際要求做出正確的選擇。另外，多數井下煤礦都應多層次開采，這要求根據階段的特點選擇相應的工藝。

3.1綜合采煤工藝選擇

對于煤層賦存穩定且儲存量大、生產能力較強的煤礦企業，多會采用綜合采煤工藝。但其設備價格高，需要足夠的資金投入，中小型企業一般不會使用此工藝。所以相對來說，其應用率偏低。在大型煤礦企業中，此工藝則具有諸多優勢，如效率高、損耗少、采收量高，且安全有良好的保障，加上勞動量的減輕，可為企業節約不少成本。此工藝多應用在緩傾斜煤層中，含煤量較高且煤層地質構造較簡單的煤礦中，通過科學的利用，可完善煤礦內部的整個生產系統，有利于煤礦開采操作的統一管理。

3.2普通采煤工藝選擇

幾種工藝相比之下，普通工藝的優勢主要體現在成本投入較低，對很多煤礦企業而言都具有良好的經濟性。其實用性較強，不僅如此，該工藝對煤礦地質的適應能力較強，這種開采工藝主要適用于地質結構較復雜且推進距離短的井下作業面。該工藝操作簡單，無需專業的培訓，可節約成本。

3.3連采工藝選擇

對煤層構造有著嚴格要求，如煤層傾斜角應<15 #778;，煤質在硬和中硬之間。此工藝成本少，而且安全性高，可解決井下開采的許多問題。雖具有諸多優勢，但實際應用中仍存在著很多弊端，如回收率低，通風條件較差等，還應加強管理。

3.4 炮采工藝選擇

爆破采煤工藝具有實用性強、技術成本低及生產管理簡單等特點，但同時它也存在一定的局限性。其局限性主要體現在爆破采煤工藝勞動條件較差，并且其單產效率較低。這種工藝常用于機械設備無法開采的煤層中，一般此類煤礦的地質構造都比較復雜，實際開采中有很大的難度。

4結語

井下采煤是當前及以后獲取煤炭資源的主要方式，但其自身帶有很大的危險，實際開采頗為復雜。所以為實現高質、高效、經濟、快速的煤礦開采，必須引進先進的開采技術，并正確選擇相適應的開采工藝。而且，在使用前應做好提前考察工作，估計潛在的風險，并加以防范，進而提高開采水平。

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