探討井下采煤技術(shù)和采煤工藝的選擇

章益民

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展和經(jīng)濟的不斷進步，我國煤炭業(yè)也在飛速發(fā)展。對我國煤炭技術(shù)發(fā)展的狀況展開探究，分析我國采煤技術(shù)和各種類型的采煤工藝，提出了選擇采煤工藝的原則。

關(guān)鍵詞：煤炭業(yè)；采煤技術(shù)；采煤工藝；機械化

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0036-02

煤炭屬于不可再生資源，隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，這種能源的減少速度逐步加快。從我國現(xiàn)狀來看，煤炭在整個能源消費市場中仍占有較大的比例。煤炭不僅是重要的化工原料，也是重、輕工業(yè)的支柱。針對這種情況，采用什么樣的技術(shù)和方法去合理開發(fā)煤炭資源，是關(guān)乎國計民生的一項重要課題。

1 我國煤炭技術(shù)的發(fā)展狀況

我國煤炭資源在世界范圍內(nèi)較為豐富，且煤的種類繁多，為我國煤炭工業(yè)的發(fā)展提供了必要的基礎(chǔ)條件。新中國成立以來，我國的煤炭工業(yè)取得了較好的發(fā)展，逐步對落后的回采工藝進行了改革。在20世紀60年代和70年代，研制并應(yīng)用了普通機械化和綜合機械化采煤設(shè)備和工藝，極大地提高了采煤機械化水平。在20世紀80年代，采掘技術(shù)和裝備的應(yīng)用使我國采煤機械化進入了一個新的階段，普通機械化工作面的裝備逐漸被無鏈牽引雙滾筒采煤機，雙速、側(cè)卸、封底式刮板輸送機和“II”型長鋼梁支護頂板等新設(shè)備、新工藝取代，綜合型的機械化采煤工作逐漸面向大功率、電牽引和程序化發(fā)展，煤礦開發(fā)的技術(shù)水平得到大幅度的提高。在20世紀90年代，我國實行高產(chǎn)量、高效率的礦井建設(shè)工作，國有的重點煤礦采煤機械化程度高達80%以上，煤炭產(chǎn)量居世界首位。

2 采煤工藝方式

2.1 綜采工藝

綜合機械采煤工藝，簡稱綜采工藝，指采煤工作過程中的全部生產(chǎn)工序，包括割煤、運煤、工作支護和采空區(qū)處理等。割煤的工序又包括破煤和裝煤，滾筒式采煤機和刨煤機是完成割煤工序的兩種采煤機類型。滾筒式的采煤機又可以分為單滾筒采煤機和雙滾筒采煤機兩種。為了適應(yīng)采高過程中的變化和煤層頂?shù)装宓钠鸱捎秒p滾筒采煤機通常可以對高度進行調(diào)整。無論上行還是下行，雙滾筒采煤機一般均設(shè)置為前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤。滾筒式采煤機在割煤時可利用螺旋葉片和滾筒旋轉(zhuǎn)的拋擲作用將煤直接裝入刮板輸送機。在煤裝入刮板輸送機從工作面運出后，經(jīng)位于工作面運輸巷中的橋式轉(zhuǎn)載機運出綜采工作面。一般情況下，輸送機的輸送能力要比采煤機的生產(chǎn)能力大些，輸送機的運輸能力與采煤機的生產(chǎn)能力要保持平衡。工作面中使用的液壓支架主要動力為高壓液體，能夠獨立完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護幫、前移、推移工作。對采空區(qū)進行處理的方法較多，但大多使用的是簡單可靠、費用低的全部跨落法。

2.2 普采工藝

普通機械化采煤工藝，簡稱普采工藝，是指用采煤機同時完成破煤和裝煤工序，機械化運煤，單體支柱對工作空間頂板進行支護。普采工藝與綜采工藝的不同之處在于普采工藝支護工序使用的是人工操作。此外，綜采工作面采煤機的機械功率和能力要明顯大于普采工作面，因此，普采工藝系統(tǒng)需要的體力勞動量較大，其安全系數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟效益遠遠比不上綜采工藝系統(tǒng)，但適應(yīng)性要比綜采工藝系統(tǒng)強。齊梁直線柱和錯梁赴線柱是普通采面支架布置的主要方式，在施工現(xiàn)場使用較多的是錯梁直線柱布置形式。工作時，少數(shù)頂板完整的普采面可以使用帶帽點柱，大部分均采用摩擦式金屬支柱或單體液壓支柱與金屬頂梁進行支護，也可以采用懸（滑）移動的支護方式。

2.3 炮采工藝

爆破采煤工藝，簡稱炮采工藝，是指使用爆破法使工作面爆破落煤，機械化、人工均裝煤，機械化運煤，單體支柱支護工作空間頂板的工藝系統(tǒng)。炮采工藝主要的工序包括破煤、裝煤、運煤、支護和處理采空區(qū)等。此時，裝煤就變成了一項單獨的工藝流程，運煤、支護和采空區(qū)處理基本類似于普采工藝。炮采工藝對設(shè)備的操作較簡單，適用于地質(zhì)條件較為復雜的區(qū)域。在進行爆破時，要準確把握爆破落煤進度，要保證破碎煤塊的均勻度，并要避免對頂板產(chǎn)生破壞，避免頂?shù)酌旱臍埩簦ぷ髅婷罕谝３制街保苊獗赖怪е⒈婪斔蜋C，并盡可能降低炸藥使用量和雷管的消耗量。因此，在選擇爆破點時，要仔細勘探煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定程度、煤層厚度、煤層硬度和裂隙等情況，選取鉆眼并合理使用煤電鉆進行打眼、放炮。在進行爆破時，可選用毫秒爆破技術(shù)，這樣能夠提高爆破的整體效果，縮短爆破的時間并提高出塊率，使炮采工作面的單產(chǎn)和效率大大提高。

2.4 連采工藝

在進行破煤和裝煤時使用連續(xù)采煤機，運煤時使用梭車或可伸縮輸送機，頂板采用錨桿進行支護，搬運物料、清理工作面時可使用鏟車，破煤、裝煤、運煤、支護等工藝過程全部實現(xiàn)機械化作業(yè)。這種采煤工序被稱為連續(xù)采煤工藝，簡稱連采工藝。

3 采煤工藝的選擇

3.1 適用于綜采工藝的條件

綜采工藝具有安全、高產(chǎn)、高效、耗能低、勞動條件較好和勞動強度較小等優(yōu)點，但是該采煤工藝的設(shè)備價格高昂，其生產(chǎn)優(yōu)勢要在有良好的全礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、較好的煤層賦存條件、較高的管理水平和操作技術(shù)的情況下才能得到充分的發(fā)揮。綜合分析，該采煤工藝適合在構(gòu)造簡單、煤層賦存較穩(wěn)定、底層條件較好且煤層傾角小于55°的條件下使用。

3.2 適用于普采工藝的條件

普采工藝價格較低，但產(chǎn)量較高。對于綜采工藝無法進行的工作面，比如推進距離短、形狀不規(guī)則、地質(zhì)構(gòu)造較小的工作面的剖可以采用普采工藝。該工藝操作較為簡單，技術(shù)較易掌握，是我國小型礦井發(fā)展采煤機械化的重點。

3.3 適用于炮采工藝的條件

炮采工藝具有設(shè)備較簡單、投資較少、適應(yīng)性較強、操作簡單等優(yōu)點，但其單產(chǎn)和效率較低，勞動條件較差，多應(yīng)用于急傾斜煤層和地質(zhì)構(gòu)造較為復雜的煤層。

3.4 適用于連采工藝的條件

連采工藝投入資金較少、出煤效率高，具有較強的適應(yīng)性、較高的機械化程度，且具有較好的安全性。但其通風條件較差，煤炭資源的回收率較低。該采煤工藝所需的煤層地質(zhì)條件較高，適用于開采深度較淺，構(gòu)造相對較簡單，煤性質(zhì)呈中硬、硬，煤層傾角小于15°的薄層和中厚層煤層。連采工藝開采技術(shù)條件相對簡單，不適用于近距離的煤層群開采。

4 結(jié)束語

總之，采煤工藝在煤礦開采中屬于一項中心技術(shù)，是礦井高產(chǎn)、高效建設(shè)的核心。煤礦企業(yè)生產(chǎn)指標的優(yōu)劣，除與資源條件有關(guān)外，還與所采取的工藝方式的適用性和先進性有著密切的關(guān)系。因此，在選擇采煤工藝時，應(yīng)堅持高產(chǎn)、高效、安全和煤炭高采率的原則。

參考文獻

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[2]楊波.淺議采煤技術(shù)與采煤工藝的選擇[J].中國科技投資，2012，21（42）：121-122.

〔編輯：劉曉芳〕