井下采煤技術與工藝現狀及應用

姚金山

（雙鴨山方圓建筑安裝有限公司，黑龍江雙鴨山155100）

井下采煤技術與工藝現狀及應用

姚金山

（雙鴨山方圓建筑安裝有限公司，黑龍江雙鴨山155100）

我國煤炭業機械化水平在逐漸提高，綜合性采煤機械化工藝極大提高了采煤的技術水平。開采技術和開采工藝影響著煤礦開采效率，是煤礦產業生產發展的的重中之重。不同的環境對采煤工藝和技術的要求也不同，要進一步適應大規模的煤炭開采，加強相關技術的研究，推動中國煤炭業的持續穩定發展。

煤炭行業；采煤技術和工藝；井下采煤；選擇

1　我國采煤技術發展現狀分析

我國煤炭資源相當豐富，是煤炭資源豐富的大國之一，且我國在煤炭資源的某些方面處于絕對的統治地位，主要表現在煤炭資源種類的多樣化，這是我國采煤技術和工藝蓬勃發展的基礎。我國已經開始著手對傳統的、落后的回采工藝進行技術改革和創新，首先要將綜合機械化的工藝運用在資源的開發利用中，從而進一步提升我國現階段的采煤技術與工藝。改革開放大發展以來，科技創新越來越凸顯出優勢。煤炭開采業迅速發展，充分提升了煤炭資源的開采效率，借助先進設備，使采煤工藝技術向著大功率化、程序化的方向發展。由此可見，質量和效率是采煤技術發展過程中最重要的兩個環節，值得我們去關注和提升。同時，自動化、規模化的生產是目前開采的主要特點。科學技術飛速發展，人工智能也將運用于未來。

2　采煤技術的應用研究

采煤技術的應用研究主要包括基于開放式的綜合性開采技術研究、硬質定版技術的研究、硬厚頂煤技術、綜合以及回采工藝、錨桿支護技術、長臂開采技術等。筆者依次來解讀這些應用技術，基于開放式的綜合性開采技術，這種技術主要的功能是保證頂煤的施工質量，也就是預防頂煤的破碎，對頂板的控制也有不錯的效果。它是通過安裝支架（一般為液壓支架）了解輸煤的能力，從而彌補傳輸機能力的不足之處，也被廣泛應用在煤礦的開采上。硬質頂板技術，主要應用在土層壓力較小時，通過爆破的方式來深度處理頂板，解決施工中時間的問題，可以把大量的時間應用到開采之中，大大提高了工作效率。通過煤炭二次回收減少了資源的浪費，提高了安全性。硬厚頂煤技術，這種技術主要應用在煤支撐壓力較小時，能夠迅速處理施工，通過爆破方式提高施工效率，與硬質頂板技術有些相似，也能夠實現二次回收的效果。綜合以及回采工藝，這是一種優化工藝，是配套采煤手段，將施工中的工作全面置于技術人員的掌控之下，解決原有缺陷，縮短了開采時間，提高了開采效率。長臂開采技術，主要運用在采煤的細節上，這種技術最開始是為了增加開采面積，現在開采量逐年增加，對采煤機強度要求越來越高，為了避免施工中機械故障引起不必要的安全事故，因此對支架進行改造，進一步提升了支架的剛度，安裝防滑裝置，這樣就保證了煤炭生產的可靠性與穩定性。錨桿支護技術，這種技術開發利用的目的是提升施工的總體效率，使機械長時間的作業，在很大程度上提高了煤炭的生產量。

3　井下采煤技術研究

與發達國家的采煤技術相比，我國還存在一定的差距。現如今，科學技術飛速發展，我國的采煤技術越來越智能化和機械化，采煤效率穩步提升，因此，開采技術的研究也就成了重要問題。我國的井下采煤技術主要有綜合機械化采煤技術、連采技術、普通機械化采煤技術和炮采技術。我們平時接觸最多的就是綜合機械化采煤技術，也就是綜采技術，在井下采煤時，運用這種技術可以減小勞動強度，提高安全生產性能，也是目前應用最廣泛的一種較為先進的生產技術。連采技術，連采技術首先是對煤層進行分割，然后開采和挖掘回收煤柱，對煤房進行掘進。連采技術作業的整個操作流程都是機械化的，極大提高了采煤作業的效率。普通機械化采煤技術，主要運用傳統的機械方法，在頂板支護、空區處理、運輸等流程運用，類似于炮采技術。普通機械化采煤技術主要分為兩種方式，雙滾筒和單滾筒采煤機。雙滾筒和單滾筒采煤機的綜合運用，不僅可以提高工作效率，還可以使技術管理工作更加便利。炮采技術主要是運用爆破的方式來進行開采，皮帶傳輸、人力裝煤、空間頂板支撐采用單體支柱，最大的缺點就是爆破后需要立刻處理開采空區。炮眼的安置是最重要的步驟，炮采技術的程序是：精確進行落煤，使煤礦均勻破碎，工作面平直，不在底部和頂部留煤，同時還要盡量縮減炸藥。在爆破之前，要充分了解煤礦的各種情況。把炸藥放在預定位置，利用電打眼放炮，運用人力進行裝煤。最后就是處理采空區，要對采空區及時處理，根據頂板的不同特征、保護地表的不同要求，采取不同的處理方法，現在最常用的采空區處理方法是全部垮落法。

4　采煤工藝的種類及如何進行選擇

采煤工藝主要是圍繞著產量、效率、經濟性原則進行的，采煤工藝的選擇受各方面的影響，其中影響最大的是施工環境，要根據不同的施工環境選擇不同的采煤工藝，充分考慮好地質、管理等多方面的因素，最終選擇好最優的工藝流程。工藝流程分為各個階段，不同階段目標不同，工藝選擇也會不同。采煤工藝主要包括綜合性的采煤工藝、普通的采煤工藝、連續的采煤工藝、爆破工藝等。綜合性的采煤工藝選擇，這種工藝優缺點鮮明，配套的技術措施運用于煤炭生產的每一個環節，整體性進一步提高，不僅可以解放工人，使工人不用再保持高強度的作業，把精力放在了機械的運用與控制上，還可以提升煤炭的開采量，減少了資源的浪費。綜合性采煤工藝的缺點是需要大量的資金支持，對資金匱乏的企業來說也是最困難的地方。連續采煤工藝，這種技術主要是把握好施工過程中的連續性，該工藝對設備有著很高的可靠性要求，只有各個環節可靠度都達到標準，整體的效率才能提高，且還要有較強的適應能力，要依靠設備之間的有效結合來滿足各個環節的可靠性要求，這樣不會限制設備的整體性，且安全程度也進一步提高，資金投入也比綜合性的少。但是煤炭浪費現象比較嚴重，規模越大浪費越嚴重。普通采煤工藝，這是一種應用最廣的采煤工藝，主要是在中小型企業中應用，且總體產量也能滿足基本要求。如果遇到條件好的煤礦，產量更是相當可觀。這種工藝對缺乏資金基礎的中小型企業來說，確實是非常實用的。采煤過程中如果出現特殊情況，也有充足的時間對設備進行處理，最主要的是節約了成本，有利于中小型企業的發展。爆破工藝，這種工藝使用時有一定的特殊性，主要是在條件比較苛刻的環境中才能運用，比如應用于礦井很復雜難以運用機械進行施工，地質條件復雜、環境不確定性較強的環境中。雖然存在一定的危險性，但是在現實中運用的還是比較多，主要優點是成本較低、工序簡單，在實際中很受歡迎。

5　井下采煤工藝的選擇研究

采煤工作開始之前，要根據井下作業空間的實際條件，按照安全、高效、經濟的原則選擇最合適的工藝。

5.1普采工藝的適用條件

普采設備成本較低，對地質的適應性較強，如果采集面的推進距離較短、井下形狀無規則，那么綜采的優勢就很難發揮出來，這種情況下使用普采就會取得很好的效果。該項技術比較容易掌握，操作過程也比較簡單，是目前一些中小型礦井較常用的工藝。

5.2綜采工藝的適用條件

綜采工藝的優勢非常多，不僅勞動強度小、安全性好，且生產效率較高。但是該工藝使用的設備比較昂貴，對煤層賦存條件有較高的要求，對技術人員的操作水平和管理水平也有較高要求。根據以往的經驗，如果煤層賦存相對穩定，整體構造簡單，煤頂和煤底的條件良好，且煤層傾斜的角度不超過55°，就可以選擇綜采工藝。

5.3連采工藝的適用條件

連采工藝的優勢是成本較低、安全性高、適應性較強、出煤速度快，但是這種工藝的通風條件不好，且回收率不高。這種工藝對煤層的地質條件同樣有較高要求，如果煤層的構造相對簡單、深度較淺、煤質偏硬且煤層傾斜角在15°以內，就可以選擇連采工藝。

5.4炮采工藝的適用條件

炮采工藝對煤層地質構造要求較低，適應性很強，且技術比較簡單、容易操作，但是該工藝的勞動條件差、單產低，且回采率不高，資源浪費較嚴重。如果煤層條件不好，傾斜角度較大或地質構造復雜，就可以選擇炮采工藝。

6　結語

鑒于我國豐富的煤礦資源，如何開發利用是我們面臨的重要課題，如何選擇與應用采煤技術和工藝對煤炭業的發展也至關重要。應結合機械工程施工中的實際，借助計算機控制技術，確保技術人員落實好細節任務，保障能源儲備的準確及時探測。應根據我國的煤炭業現狀，科學合理地選擇采煤技術和工藝，促進其快速、高效、穩定的發展。

［1］李富欣.新形勢下煤礦開采中的采煤技術分析［J］.科技傳播，2011，（11）：84-85.

［2］王家臣.我國綜放開采技術及其深層次發展問題的探討［J］.煤炭科學技術，2005，（01）：140-141.

Status and application of mining technology and process in pits

YAO Jin-shan
（Fangyuan Construction and Installation Co.，Ltd.Of Shuangyashan，Shuangyashan 155100，China）

The level of mechanization in China's coal industry has gradually improved，and comprehensive coal mining technology has greatly improved the level of mining technology.Mining technology and process is the most important in the development of production which affects the efficiency of coal mining.Different environment has different requirements for mining process and technique，we should further adapt to the large-scale coal mining，strengthen research on related technologies，and promote sustainable and stable development of China's coal industry.

Coal industry；Mining technology and process；Mining in pits；Choose

2016-06-23

TD823

A

1674-8646（2016）14-0040-03