芻議井下采煤技術及其工藝優(yōu)選

摘 要：隨著我國經(jīng)濟和技術的發(fā)展，煤礦開采行業(yè)也不斷發(fā)展，但是井下采煤技術仍存在諸多局限，文章立足于此，闡述了不同采煤技術的特點、適用情況及相關工藝優(yōu)選，以期為采煤技術的研究提供有益的借鑒。

關鍵詞：井下；采煤；工藝；優(yōu)選

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0171-02

隨著我國經(jīng)濟和技術的發(fā)展，煤礦開采行業(yè)也不斷發(fā)展。我國豐富的煤礦資源以及復雜的煤礦狀況對井下采煤技術及工藝提出了巨大挑戰(zhàn)。一方面技術人員已經(jīng)掌握了不同的采煤技術；另一方面這些技術也有著不容忽視的局限。我們必須看清局限，分清情況，優(yōu)選工藝。

1 井下采煤的主要技術

1.1 普通機械化采煤技術

普通機械化采煤技術過程主要由落煤和裝煤兩個過程，這兩個過程通過兩種機械在開采作業(yè)面上完成。普通機械化采煤采用分為單滾筒和雙滾筒兩種滾筒式采煤機，其中雙滾筒型采煤機可以完成單向、雙向兩個開采方式。

1.2 綜合性機械化采煤技術

綜合性機械化采煤技術指的是采煤過程全部運用相關機械來完成，并且采煤作業(yè)是連續(xù)的、系統(tǒng)的。綜合性機械化采煤技術的工作面主要在井下，將所用機械安置在井下，進行煤礦的開采、運輸以及工作面的支護。綜合性機械化采煤技術主要通過機械來完成，故技術含量高，所需工作人員較少，人的因素較少，一方面有利于提高開采的規(guī)范性和準確度，但另一方面又極易導致開采過程出現(xiàn)問題時的應對缺乏靈活性，并且機械并不一定能夠完成所有工作。所以，綜合性機械化采煤技術對機械以及人員都有著較高的性能和技術要求。

1.3 爆破采煤技術

爆破采煤技術就是先進行爆破落煤，再進行人工裝煤、機械運煤、支護工作面的技術。其中爆破落煤是重點，也是爆破采煤技術的關鍵步驟，必須嚴格把控，對爆破位置的選定、雷管和炸藥的選用和數(shù)量以及安裝位置有著嚴格要求。而人工裝煤所需人員較多，工作量大且工作效率較低。機械化運煤過程則能大大提高煤礦運輸?shù)男剩瑴p輕勞動人員的工作量。支護工作面環(huán)節(jié)一般采用單體柱支護，工作空間好控制，且安全性較高。爆破采煤技術的重要因素是炸藥的安放位置設計以及炸藥量的計算，也是能有效完成爆破采煤的關鍵突破點。

1.4 連續(xù)采煤技術

連續(xù)采煤技術與綜合性機械化采煤技術和普通機械化采煤技術相同的是，都采用機械采采煤，但與其不同的是，連續(xù)采煤可以將煤礦切成矩形或正方形，而對于不同的煤礦情況，其形狀和尺寸也不一樣，這樣會收到很好的經(jīng)濟效益。在煤礦運輸過程中，連續(xù)采煤技術采用可伸縮的運煤機，并用機械將相應材料和廢棄物運進和運出，對于部分礦柱也可以進行回收。但是，連續(xù)采煤技術必須在礦房中進行，這就導致該技術存在一定的局限性。

2 井下采煤技術的主要局限

2.1 缺乏系統(tǒng)化

井下采煤過程是由眾多子系統(tǒng)形成的繁雜的大系統(tǒng)。機械在整個井下采煤過程中占有重要地位，故必須形成有效且完備的采煤機械系統(tǒng)。但是，國內(nèi)的采煤過程系統(tǒng)化水平很低，機械化水平也很低，采煤效率比較低，生產(chǎn)能力比較弱，導致投入產(chǎn)出比不能達到理想的效果，浪費很多人力、財力、物力，應足夠重視。

2.2 設備不先進

我國存在很多煤礦，故一直以來都是開采大國，但是，我國的采煤技術在國際上并無法進入先進的行列。采煤技術低下的一個重要原因就是設備不夠先進。一方面，我國的采煤設備的設計落后，沒有足夠多優(yōu)秀的設計人員以及先進的設備設計案例。另一方面，我國的采煤設備生產(chǎn)跟不上國際潮流，即使有先進的設備設計圖紙，也很難生產(chǎn)制造；機械裝備合成，機械系統(tǒng)化、智能化的水平也低于國際先進水平。

2.3 國外先進設備引進方面不夠

如上所述，國內(nèi)的采煤機械設備不夠先進，同時對國外先進設備的引進也不夠。引進國外先進設備可以彌補國內(nèi)設備落后的現(xiàn)狀，也可以讓國內(nèi)的設備設計人員進行學習，刺激國內(nèi)采煤機械設備設計的發(fā)展。然而在現(xiàn)實中，由于受到資金、政策、人員等多方面的原因，我國對國外先進設備的引進還不夠，這也是我國采煤技術發(fā)展的一個不利因素。

2.4 采煤技術“瓶頸”問題仍難以解決

目前，國內(nèi)煤礦開采過程中的安全事故頻頻發(fā)生，對煤礦生產(chǎn)、煤礦開采的工作人員產(chǎn)生極大的威脅，一個重大原因在于采煤技術的“瓶頸”問題仍然難以解決，具體來說就是礦井深部地壓、防治水、沖擊地壓及高溫害等方面的技術問題仍然存在。

3 井下采煤技術的優(yōu)選原則

3.1 安全第一原則

井下采煤過程是一個危險多發(fā)且一旦發(fā)生意外就會導致重大傷亡的過程，故安全生產(chǎn)永遠是在第一位置的。井下采煤技術的優(yōu)選必須遵守“安全第一”原則，保證安全是保證人力、物力、財力不流失的先決條件，也是保證煤礦生產(chǎn)效率的前提，更是保證煤礦經(jīng)濟效益的前提。在井下采煤的各個環(huán)節(jié)，都要時刻謹記“安全第一”，按照規(guī)程進行，及時檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正，保證走好采煤系統(tǒng)的每一步，形成環(huán)環(huán)緊扣的安全狀態(tài)。另一方面，要準備完善有效的安全應急預案，建立高素質的安全小組，應對煤礦開采過程中出現(xiàn)的任何安全意外。

3.2 經(jīng)濟適用原則

煤礦開采的一個重要目標即是在資源合理利用的前提下創(chuàng)造經(jīng)濟效益，所以，經(jīng)濟效益是煤礦開采的一個重要指標。在做到安全生產(chǎn)的前提下，滿足一個煤礦開采情況的技術可能有好幾種，在這種情況下，我們應當盡可能對比不同技術的成本、產(chǎn)出等經(jīng)濟效益，選擇經(jīng)濟效益好的技術手段。

3.3 提高采煤率原則

我國地大物博，有著豐富的礦產(chǎn)資源，尤其是煤礦資源，但是煤礦資源是不可再生能源，我們應當堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，不能無止境地進行煤礦開采。無止境的煤礦開采只會導致資源消耗、生態(tài)系統(tǒng)失衡等重要的不利影響。所以，我們應當盡量提高采煤效率，在同等量煤礦開采的前提下，保證煤礦產(chǎn)出量盡量高，即堅持“提高采煤率原則”。提高采煤率的一大途徑就是減少煤礦損失率，在煤礦開采過程中應當明確分析會導致煤礦開采損失的因素，例如煤礦火災、塌方等，并在煤礦開采各個步驟中盡量避免這些因素的發(fā)生，以提高煤礦開采效率。

4 井下采煤技術及其工藝優(yōu)選

井下采煤工藝有如上所說的多種煤礦開采技術。煤礦開采技術的選擇對煤礦開采的安全性、經(jīng)濟性以及煤礦開采效率都有重要影響。因此，我們必須綜合考慮煤礦的自身特點、開采單位的經(jīng)濟實力等，堅持“安全第一”原則、“經(jīng)濟適用”原則以及“提高煤礦開采率”原則，來選取合適的煤礦開采技術，以保證在確保人員、設備等安全的同時，創(chuàng)造出盡量多的經(jīng)濟效益以及盡量高的煤礦開采效率，這樣既能產(chǎn)生經(jīng)濟效果，又能保護環(huán)境，可持續(xù)發(fā)展。然而，即使是同一煤礦，在煤礦的不同部位，也可能有不同的特點，需要我們靈活地結合不同的采煤技術，以達到最佳效果。

4.1 普通機械化采煤技術選擇

一方面，普通機械化采煤技術所需機械規(guī)模較小，且操作靈活，成本低廉，對機械操作及管理要求不高。故普通規(guī)模甚至小型的煤礦開采企業(yè)都有經(jīng)濟實力和人員能力選用普通機械化采煤技術。

另一方面，普通機械化采煤技術具有適應性強的特點，對礦體傾斜程度、礦體穩(wěn)定情況、開采空間等的要求不大，即使在地質情況復雜、作業(yè)空間不規(guī)則且狹小的開采區(qū)域仍可以使用普通機械化采煤技術。所以，目前普通機械化煤礦開采技術在我國廣泛應用。

4.2 綜合性機械化采煤技術選擇

綜合采煤技術具有機械系統(tǒng)化程度高、機械利用率高、勞動力需求低、煤礦損失低、煤礦產(chǎn)出率高等優(yōu)點。同時，綜合采煤技術對機械的依賴性強，故機械設備采購的費用高，很多煤礦開采設備只有較大的煤礦開采企業(yè)才可以購置，很多小企業(yè)沒有經(jīng)濟條件購買。綜合采煤技術雖然不需要太多的勞動力，但是由于綜合機械采煤的系統(tǒng)性以及大型機械的復雜性，需要的少數(shù)勞動力必須具有較高的技術操作能力和管理能力，故對工作人員的綜合素質要求較高。例如，綜合性機械化采煤技術中工作面的安裝和回撤都需要較高的技術能力，需要機械操作人員和現(xiàn)場管理人員的密切配合以及靈活調控。另一方面，綜合性機械化采煤技術適用于礦體傾斜度較小，<55 ？觷并且礦體穩(wěn)定安全，條件較好的情況。故，在煤礦條件較好且煤礦開采單位具有足夠經(jīng)濟能力和人員能力的情況下，綜合性機械化采煤技術可以發(fā)揮它的各項優(yōu)點。

4.3 爆破采煤技術選擇

我國煤礦開采相關規(guī)定中，不允許優(yōu)先采用爆破采煤技術，在機械化采煤技術都無法完成的情況，可以考慮爆破采煤技術。這是因為，爆破采煤技術對炸藥安放和數(shù)量有著極大的要求，故難度較大，不好掌握。與此同時，爆破采煤技術安全性較低，并且一旦出現(xiàn)事故，損失較大，危險較大，難以立即解決。另一方面，爆破采煤技術產(chǎn)出率較大，對煤礦資源的浪費和損失較多。爆破采煤技術工作環(huán)境極差，工作人員工作條件極差。但是爆破采煤技術具有很大優(yōu)勢，比如對設備要求低，設備方面的資金投入比機械化采煤少得多；采煤工序較簡單，對相關人員的要求不高，便于管理；對煤礦地質構造要求低。所以，在很多礦體結構復雜、工作面傾斜角度很大、難以選用機械采煤技術的情況下，爆破采煤技術得到了廣泛運用。

4.4 連續(xù)采煤技術選擇

連續(xù)采煤技術較前面三種采煤技術的投入低、安全性較高、采煤率較高并且出煤速度快等優(yōu)勢。但是連續(xù)采煤技術對煤礦條件及構造要求較高，連續(xù)采煤技術適用于礦體傾斜角度在15 ？觷以內(nèi)，礦層厚度薄至中厚，礦體硬至中硬，這導致連續(xù)采煤技術只有在滿足這些條件下才能應用，并不能廣泛應用。另一方面，連續(xù)采煤技術通風條件很差，不利于煤礦的回收。

隨著我國煤礦的廣泛開采，煤礦的構造以及煤礦開采企業(yè)的條件也各有不同，我們必須綜合考慮各種因素，堅持安全第一原則、經(jīng)濟適用原則以及提高煤礦開采率原則，分析各種煤礦開采技術是否適用，對井下采煤工藝進行優(yōu)選，以達到井下煤礦開采的安全、經(jīng)濟以及高效。

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