井下采煤技術和工藝的選擇及應用

摘要：目前，井下采煤工程大多機械操作，結合施工過程中對煤礦巷道的結構處理和不同煤礦層面的排列，將自動控制系統與人工技術操作聯合，確保采煤工程能夠實時高效地完成。井下采煤技術和工藝的選擇及應用關系到能源的儲備問題，關系到機械工業的長遠發展，因此，合理選擇采煤技術及工藝是保證先進企業穩步發展的關鍵。

關鍵詞：井下采煤工程；煤礦巷道；結構處理；煤礦層面排列；自動控制系統；人工技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD823 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 概述

隨著社會經濟的快速增長，科技水平不斷提高，井下采煤工程作為煤礦開采事業的一部分，跟隨時代潮流，在開采過程中逐漸引入新技術、新工藝。新的采煤技術和工藝使得煤礦開采事業發生了根本的改變，同時提升了井下采煤的效率，減小了采煤工程的成本。井下采煤機械化的提高，要求具有可靠的技術支持，在確保安全開采的前提下，追求生產效益。井下采煤工程利用高效的開采加工技術，努力建設高度集中的集約型煤礦。井下采煤工程的技術和工藝合理的選擇及應用，不僅能夠擴大采煤技術及工藝的應用范圍，同時能夠有效提高技術及工藝的應用水平，進一步提升整個煤礦開采事業的技術設備及其工藝。

2 井下采煤技術和工藝的發展現狀

目前，根據已明確的能量儲蓄情況來看，我國是現階段煤礦資源極為豐富的國家之一，煤炭資源占有量非常大。同時，由于我國煤礦分布密集以及煤礦種類多樣等優勢，使得我國在煤礦開采技術和工藝的研究更加深入，為煤礦開采事業的蓬勃發展奠定了基礎。

當前，隨著科學技術的進步，帶動了煤礦開采事業向著更高的方向發展。煤礦開采工程從落后的回采技術工藝逐步發展，對傳統的技術工藝進行改革和創新。在普通機械采煤的基礎上，繼續深化發展，將綜合機械采煤技術工藝及其相關設備投入到井下采煤工程中，推動了我國煤礦開采事業的穩步持續發展。如今，我國煤礦開采事業發展更為迅速，井下采煤工程越來越復雜，采用合理的采煤技術和工藝是煤礦開采工程的關鍵。先進的技術工藝，伴隨著高科技的機械化控制設備，推動井下采煤工程向著集成化、綜合化、程序化的高度發展。

3 井下采煤技術的分類和應用

在煤礦開采事業中，井下采煤技術是煤礦業的重要組成部分。現階段，我國的井下采煤技術包括以下七種：

3.1 煤礦井下長壁開采技術

井下長壁采煤技術在煤礦開采過程中，能夠大幅度地提高煤礦開采的效率，并且在采煤過程中長壁采煤技術具有較高的穩定性。另外，將長壁采煤技術應用到綜合采煤工藝中，通過增強綜合采煤液壓支架的結構強度，保護千斤頂，防止被破壞，這在一定程度上保證了井下采煤工程的安全性。由于井下煤礦薄煤層的結構特征，對這部分煤礦的開采需要采用大功率、大體積且性能可靠的采煤設備，同時確保所采用的機械設備跟開采技術相匹配，因此，煤礦長壁開采技術對于傾斜度相對比較小的薄煤層是比較合適的技術選擇。

3.2 錨桿支護技術

錨桿支護技術能夠滿足井下采煤工程中的采煤效率需求，同時能夠匹配相應的采煤設備。提升錨桿支護技術在井下采煤工程的應用，不僅有利于最大程度地提高煤礦開采的效率，而且對于保證井下煤礦開采事業的安全也是極為重要的。錨桿支護技術的選擇及應用，是井下煤礦開采工程由原始的工程操作向先進的機械化轉變的標志之一。

3.3 井下硬頂板控制采煤技術

硬頂板的控制采煤技術主要是通過巖層定向水力和壓力導致的傾斜深孔爆破及壓裂，對硬頂板進行處理，硬頂板是掩埋在地下，地壓小。硬頂板控制技術的采用提高了煤礦開采的回收利用率，滿足隨時進行煤礦開采的需要。硬頂板控制技術按照一定的采煤步距進行開采，保證了井下采煤工作面的安全，有助于頂部煤炭的破碎。

3.4 硬厚頂煤的開采以及控制技術

硬厚頂煤開采技術解決了開采和處理速度的問題。該技術通過在頂煤事先打鑿深孔，進行爆破，或者是利用高壓注水的方式形成裂縫的方法，保證頂煤隨時開采隨時冒出，提高井下采煤的效率和生產。硬厚頂煤開采技術對于支持壓力較小的頂煤，其處理和控制效果

最佳。

3.5 普通機械采煤技術

普通機械采煤技術又稱為普采技術，它通過采用普通的機械設備，完成破煤、裝載、運送等一系列操作，形成了一道工序。普通機械采煤技術包括兩種方式，即單滾筒和雙滾筒采煤機。根據不同采煤機所具有的特點，單滾筒和雙滾筒采煤機通常安放在不同的位置。單滾筒采煤機一般安置在采煤工作面的下端，這樣可以縮短下端口長度；雙滾筒安置于采煤工作面的兩頭，使其能夠在完成工作量的同時，便于采煤工作面的管理。

3.6 綜合機械采煤技術

綜合機械采煤技術又稱為綜采技術。該技術利用不同的機械化設備完成不同的采煤工作，如用彎曲刮板運輸煤礦、采用采煤機裝載煤礦、采用自移式液壓來支護煤礦，實現了井下采煤的機械化操作。綜合機械采煤技術的選擇減小了煤礦開采的勞動強度，增強了井下采煤工程的安全性，是非常值得推廣應用的井下采煤技術。

3.7 小煤礦技術改進以及機械化開采技術

我國今年來關閉了一些小煤礦，其淘汰原因主要是采用了落后的生產設備及相關的技術工藝。對于小煤礦的技術工藝改進，一方面要采用半機械化的煤礦開采設備，提高煤礦的機械化水平；另一方面，將地板和頂板的事故發生率降到最低，提升頂板和地板的控制水平。

4 井下采煤工藝的選擇及應用

4.1 多種工藝相結合的煤礦開采

將多種不同的采煤工藝相結合，取長補短，具有非常大的優勢，是任何采煤工程都適用的工藝。多種工藝相結合的采煤手段，能夠增強采煤效率、降低煤礦開采的損耗、煤礦生產量大、工程安全性高等優勢。但是，多種采煤工藝的結合增大了設備的投入。只有通過合理的規劃、科學有效的管理，才能最大限度地發揮多工藝結合的采煤技術優勢，利用豐富的煤礦資源，大力發展多工藝結合方法，達到最好的效果。

4.2 普通的采煤工藝

普通的采煤工藝相對于綜合工藝來說，設備簡單，成本較低，提高工藝的操作水平，使得采煤效率得到提升。普通的采煤工藝能夠適應煤礦地質的變化，井下采煤工作面的搬遷也相對較容易。同時，普通采煤工藝的技術要點及生產流程比較容易被掌握，在實際生產中能夠被廣泛應用，加快了煤礦開采的機械化發展。

4.3 爆破采煤工藝

爆破采煤工藝具有眾多的特點，如適用性強、技術設備成本低、易于掌握等。根據我國對于煤礦開采的技術改革的政策，凡是不適于機械開采的煤礦，就需要采用其他方式進行開采，其中，爆破采煤是最常用的工藝。該工藝能夠克服地質結構復雜或傾斜度大等困難。

4.4 連續采煤工藝

連續采煤工藝相對于其他采煤工藝來說，具有更高的安全性，而且設備簡單，采用普通的井下采煤機械設備即可。由于連續采煤工藝對煤礦的要求較高，因此，其適用條件較多。連續采煤工藝通常用于薄層煤礦或者是中厚層煤礦，煤礦應具有一定的厚度。

5 結語

作為煤炭來源的重要手段之一，井下采煤其自身帶有很大的安全隱患，并且井下不同的煤層條件不同，如有的煤礦傾斜程度非常大，實際煤礦開采工作極為復雜。為了能夠實現高效、經濟的煤礦開采事業，必須采用先進的技術和工藝，合理選擇和應用。同時多種井下采煤技術工藝的綜合應用，大大提高了效率。當然，任何的技術和工藝在施工之前，要先進行考察，防范潛在的危險，提高井下采煤水平。

參考文獻

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作者簡介：趙剛（1986-），男，山西代縣人，山西省大同煤礦集團四老溝礦助理工程師，研究方向：采煤。

（責任編輯：王 波）