新形勢下采煤技術在煤礦開采中的運用研究

李超

摘 要：隨著我國經濟社會的持續發展和快速進步，我國在能源消費領域對煤炭資源的需求量依舊處于較高態勢。為了更好地滿足快速發展的經濟社會生活對煤炭的旺盛需求，要求廣大煤礦開采企業能夠科學合理地運用諸多發達的煤炭開采技術，這樣才能更好地提升煤炭開采的效率和質量。巧妙地利用日益發達的開采技術，能夠在一定程度上減少開采成本、提升煤炭開采速率，在此過程中，還要充分地發揮相關設備的數據信息處理性能以及圖形處理能力。文章分析了在煤礦開采過程中常見的壁式采煤法以及房柱式采煤法，此外探討了煤礦井下的具體采煤生產技術，希望能夠為相關單位和研究員提供有益的參考。

關鍵詞：新形勢；采煤技術；煤礦開采；運用

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0042-02

從我國當前能源消耗結構來看，煤炭資源所占的比例依舊比較高，對我國經濟社會的進步與發展產生了重要影響。我國在使用和研究煤炭開采方面的歷史十分悠久。例如，我國早在北宋時期已開始研究采煤技術以及應用，從當前來看，我國依舊是世界性產煤大國，在煤炭開采技術方面的技術比較先進。然而，我國復雜的地質條件造成了煤炭資源多元化的存在方式，形成了獨特性煤層，重點可以劃分為急斜煤層、傾斜煤層以及緩斜煤層。為了更好地適應這種儲藏特征，我國也積極地調整了采煤技術的研究和運用方向。從我國的煤炭開采實踐來看，已經全面研發以及運用了符合我國國情的煤炭開采技術以及工藝，而且在總體上完成了煤炭開采的機械化，極大地提升了采煤的產量以及效率，很好地改善了煤礦開采的安全條件。從當前全球范圍內相關采煤大國所運用的采煤技術來看，總體上涵蓋了以下兩大類別：壁式與柱式。筆者注意到，這兩類采煤技術的采煤系統以及采煤工藝都存在較大差異。對我國諸多煤礦開采企業來看，主要運用壁式采煤法來完成煤炭開采工作。

1 煤礦開采中常見的壁式采煤法以及房柱式采煤法

1.1 壁式采煤法

從壁式采煤法來看，通常涵蓋了下列類型：走向長壁、傾斜長壁、傾斜分層、長壁放頂煤、水平分層、掩護支架、偽傾斜柔性掩護支架、倒臺階、正臺階以及斜切分層等不同的壁式采煤法等。本文重點分析了偽傾斜柔性掩護支架采煤法。從這種采煤方式來看，在進行采面布置的過程中，需要呈現出直線偽斜的相關狀態，要順著采面走向持續地向前推進。在采空區的位置上，要借助于柔性掩護支架，對其進行行之有效的隔離活動。在煤炭工作開采煤炭的過程中，事實上就是以柔性支架為主要掩護而開展開采活動的。從此種開采方式來看，它的特征是有著簡單而有效的生產系統、較緩的傾角，工作面也比較長等。在此過程中還要看到，偽傾斜柔性掩護支架采煤法隔開了采空區以及開采工作區，它能夠保證在開采過程中一定程度上的安全性，其次，它能夠最大限度地減少煤炭開采者所承擔的工作強度，而且也極大地降低了管理層在煤炭開采管理方面的難度。一般情況下，偽傾斜柔性掩護支架采煤法都是被大量地運用在厚度變化非常小的煤層中，而且這些煤層所埋藏的位置和穩定性都是相對較好的。其中尤其要關注的事情是，在回采煤炭的過程中，要注意處理好進風巷與回風巷位置的支架問題。對后者來說，要持續地延長支架，對前者來說，要持續不斷地拆除它的支架，如果煤炭開采的工作面非常靠近采區所界定的范圍時，就務必根據相關規定，回收全部支架。

在布置巷道的過程時，不但能夠運用單翼進行布置，而且也可以采取雙翼的方式進行布置。通常情況下，大部分都是采取雙翼的方式進行布置。從采區一翼來看，大部分的長度通常都是在大約300 m，當然也有的布置長度超過看500 m。從階段垂高來看，一般情況下都是保持在大概110 m。在靠近開采區的范圍內，通常情況下都是按照實際情況，把它劃分成了多個不同的區段，而且還要控制每區段的高度，大概都是在20～40 m的范圍內。如果地質條件是相對簡單的，還能夠將每個區段的高度放寬，大概可以達到50 m。

1.2 房柱式采煤法

在開采煤炭的過程中，房柱式采煤法的運用通常都是如下進行的：首先要順著巷道，根據事先確定的距離，進行相應的開采活動，如果在煤房開采到邊界位置的情況下，首先要采取后退的方式，將煤房之間的全部煤柱都采出來，這種采煤方式叫做房柱式采煤法。從房柱式采煤法的優勢來看，它對采煤設備的投資要求比較小、能夠快速出煤、建設所需要的周期非常短，而且所需要的支護也比較簡單。從它的缺點來看，一般情況下房柱式采煤法的采出率比較低，存在著嚴重的漏風情況，通風條件也是非常差等。從這種采煤法來看，大部分都被運用在下列狀況中：

①在開采深度較淺的煤層過程中。

②需要開采的煤層有著較為簡單的地質結構、傾斜角<10 ？觷。

③在開采中厚及薄煤層中，有著相對穩定的頂板。

從這種采煤方式來看，整體上可以劃分為以下兩種：

①房式采煤法，從這種采煤方式來看，要順著巷道，根據所規定的一定距離，開展煤房的開采活動，而且還要在煤房間預留出足以對頂板進行支撐的空間。

②倉儲采煤法，在開采急斜煤層的過程中，如果煤層出現了落采情況，要將所開采的落采煤炭暫時性地存放在已完成開采的空間中，在采完看倉房中的所有煤炭后，再根據先后順序，逐一放出提前存放在已完成開采的空間中的煤炭。

2 煤礦井下的具體采煤生產技術

2.1 爆破采煤技術

從爆破采煤技術來看，通常都會遵循下列步驟進行開采：首先就是機械化運煤。在爆破裝煤以及運煤的過程中，機械化運煤能夠很好地發揮自身的優勢，非常明顯地降低煤炭開采工人所消耗的體力勞動。其次，要進行工作面支護，從這種爆破采煤技術的工作環境來看，通常情況下都是憑借單體支柱來完成，如此以來可以對工作空間進行更好地控制。然后，要開展爆破落煤環節。通常情況下涵蓋了兩個不同的操作流程：打眼以及落煤，按照地方煤礦的不同特征，有針對性地選擇雷管以及炸藥。在此過程中，還要在進行爆破前，將準備打眼爆破的相關參數、裝炸藥的位置、所需要的雷管數量以及安裝炮眼的精準布置等都開展精確的計算，獲得準確無誤的結果，這樣才能更好地符合落煤的需要。最后，要開展人工裝煤。人工裝煤顯得非常緩慢，在此過程中，也可以顯而易見地看出，勞動強度要在很大程度上超過了采煤工人以及開采管理層的預期。

2.2 水力采煤技術

從綜合性機械化采煤技術來看，能夠在采煤過程中進一步實現采煤作業的連續性、機械化和系統性。如此以來，不但能夠很好地提升采煤工作的速度，而且還可以在相當程度上保證井下作業人員的生命安全。從綜合性機械化采煤技術來看，它涵蓋了較多工序，例如工作面支護、割煤、運煤以及采空區處理等，而且都可以運用機械化操作來完成上述工序。其中，運煤涉及到裝煤以及破煤；在運煤過程中，可以運用刮板輸送機、可伸縮帶式輸送機以及橋式轉載機等有關設備。但是從工作面支護環節來看，液壓支架是此操作流程所用到的主要設備，液壓支架在高壓液體的作用，能夠自動完成支護護幫以及前移的相關操作。

2.3 綜合性機械化采煤技術

此技術能實現機械化、連續性以及系統性的作業，這樣可以在一定程度上提高采煤的工作效率同時，還能為井下作業人員生命安全提供可靠保障。此采煤技術包含割煤、運煤、工作面支護以及采空區處理等相關工序，以上工序都能進行機械化操作。其中運煤牽涉到破煤以及裝煤。運煤采用刮板輸送機、橋式轉載機以及可伸縮帶式輸送機等相關設備然而工作面支護使用的設備主要使用液壓支架，此支架是在高壓液體的作用下實現支護護幫和前移工作的自動完成。

2.4 普通機械化井下采煤技術

從普通機械化井下采煤技術來看，它要運用采煤機械。從這種角度進行觀察，這種技術非常類似于綜合性機械化采煤技術的相關處理工序。然而，這種技術所運用的采煤機屬于有所差異的普通機械化井下采煤技術。它并沒有運用刨煤式采煤機，只運用了滾筒式采煤機。從上述兩種采煤技術的工作原理來看，存在著一定的差異。其中雙滾筒型采煤機能夠通過單向地實施割煤，從而完成雙向割煤的操作。此外，還要考慮到，滾筒式采煤機有著更好的裝煤效果，它的頂板也有著較為顯著的穩定性，優勢十分明顯。

2.5 放頂煤采煤法

從放頂煤采煤法的相關流程來看，要在厚煤層中順著煤層的底部布置，設定長臂工作面的采高為2～3 m。通常情況下，運用回采方式，借助礦山壓力，再輔以人工松動的操作，盡可能地使支架上方頂煤破碎后，之后從支架后方將煤放出。這種采煤方式有著諸多優勢：它能夠很好地節約在采煤過程中所需要的成本，能夠在一定程度上提升采煤的工作效率等。這種方法通常都是運用在煤層較厚的情況下。如果頂煤厚度非常小，就可能會易于出現超前冒頂現象。從頂煤破碎的情況來看，一般情況下都是套通過頂板巖層的壓力以及支架反復支撐的作用。因此，要求厚煤層的煤的堅固性系數比較低，一般都要維持在3以下，而且還能夠很好地使用在傾角不太大的厚煤層。但是，從這種采煤方式的劣勢來看，資源的回收率非常低。

3 結 語

從本文的研究內容可以看出，我國在煤礦開采過程中能夠很好地結合我國煤炭資源的分布情況，選擇有針對性的開采技術。對我國來說，還要持續地完善和總結其中的技術問題，這樣才能更好地促進采煤技術的進步與發展，更好地提升采煤過程中的安全性以及高效性。我國的煤礦開采企業在開采技術領域才能邁上新臺階，讓開采技術能夠體現出低事故以及高效率的發展方向。

參考文獻：

[1] 范韶剛.采煤技術創新對井工開采煤礦企業核心競爭力的提升作用研究[D].北京：煤炭科學研究總院，2007.

[2] 錢鳴高，許家林，繆協興.煤礦綠色開采技術的研究與實踐[J].能源技術與管理，2011，（4）.

[3] 王同貞，蘇長青，李四清.大傾角工作面前進式開采沿空留巷技術[J].能源技術與管理，2008，（3）.

[4] 李榮先.機械化采煤技術在堿場煤礦六井3#煤層開采中的應用[J].黑龍江科技信息，2009，（26）.

[5] 康永華.我國煤礦水體下安全采煤技術的發展及展望[J].華北科技學院學報，2009，（4）.

[6] 申寶宏，孔慶軍，許延春，等.厚含水松散層下留防砂煤柱綜放開采方法適應性研究[J].煤炭科學技術，2000，（10）.