井下采煤技術和工藝的選擇及應用分析

金殿鵬　李吉新　王鐵成　王立業

摘要：我國采煤工業中主要的生產方式是井下采煤。近幾年，我國經濟的迅猛發展使得工業科技領域研究進展突出，工業科技的發展也使得井下采煤技術進步明顯。在此背景下，文章介紹了我國煤炭工業的現狀，對我國井下采煤技術進行了分類分析，并以此為基礎敘述了對煤炭工藝的選擇以及綜合應用。

關鍵詞：井下采煤技術；采煤工業；煤炭資源；安全系數；采煤效率 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD263 文章編號：1009-2374（2016）09-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.078

在我國，工業生產需要的主要能源是煤炭。雖然當下國家大力宣揚節能減排，但煤炭資源的作用基本不可替代。經濟的發展帶動了科技的進步，也使得井下采煤技術得到了長足的發展。我國雖然是資源大國，但資源總有耗盡的一天，而煤炭的形成也需要長時間的沉淀。在此情況下，進行井下采煤技術和工藝的分析、選擇和合理應用是極有意義的舉措。使用科學的井下采煤技術并合理應用采煤工藝對我國工業的可持續發展有重要意義，還有利于提升煤礦的安全系數、提高采煤效率等。

1 我國煤炭工業現狀

我國作為資源大國，煤炭儲備相當豐富，是當今世界第一產煤大國，也是消耗煤炭最多的國家。近幾年來，煤炭作為我國的基礎能源，其需求量由于經濟的快速發展而日益增多。長期以來，我國主要消耗煤炭資源的產業是電力、冶金、化工、建材四個產業。但近幾年來，鋼鐵、火電產業的崛起進一步增大了對煤炭的需求，且隨著經濟發展，在今后很長時間內，我國煤炭市場需求空間仍會不斷擴大。社會對煤炭的需求要求采煤技術和工藝的進步。我國煤田開采條件多數比較復雜，多為井下采煤。近幾年來，我國大多數煤礦企業已經開始使用更為科學的采煤技術，并已經開始嘗試將綜合機械采煤技術投入井下采煤工程。這一舉措推動著我國煤礦產業的發展。井下采煤工程比較復雜，但煤炭產業的蓬勃發展更要求我們使用、選擇恰當的井下采煤技術和工藝，并合理應用。只有科學應用先進的技術和工藝，才能滿足我國煤炭市場需求、降低井下采礦的危險、提升采礦效率、實現可持續發展并完成采煤工程的綜合化和程序化。

2 井下采煤技術的分類分析

在我國，井下采煤技術主要分為以下七種：

2.1 井下煤礦的長壁開采技術

煤礦長壁開采技術適用于傾斜角度較小的薄煤層。由于井下薄煤層開采厚度較小、采高低、煤質硬、煤層薄，所以對設備有功率大、體積大的要求，同時還要保證設備匹配開采技術，所以此技術比較適用。使用井下長壁采煤技術有利于提高開采煤礦的效率，還能穩定輸出。在綜合采煤工藝中，長壁采煤技術因為其增強采煤液壓支架的強度，從而保護千斤頂的特性，能在一定程度上提高采煤工程的安全等級。

2.2 錨桿支護技術

作為井下煤礦開采向先進機械化轉變的標志之一的錨桿支護技術，能較好地滿足匹配大多數采煤設備的需求，也能在一定程度上滿足井下采煤工程對采煤效率的需求。對錨桿支護技術的使用，不僅可以較好地保證井下開采事業的安全，還能最大程度提高采礦效率。

2.3 關于硬頂板的控制采集技術

此井下采煤技術主要針對掩埋在地下的硬頂板的處理。此技術利用硬頂板受到來自巖層的定向水力和壓力，從而導致傾斜深孔爆破及壓裂的原理，可以有效提高開采煤礦中的回收利用率從而滿足采煤工程隨時開采的需要。由于硬頂板控制技術對采煤步距有一定要求，也在一定程度上保障了井下采煤的安全性，有利于頂部煤炭的回收。

2.4 采集、控制硬厚頂煤的技術

硬厚頂煤開采技術的原理是將頂煤事先打鑿深孔，進行爆破或高壓注水的方式使頂煤形成裂縫，使頂煤隨著開采不斷冒出，提高了煤礦開采的效率。此技術更適用于支持壓力小的頂煤，能夠有效提升采煤工程中采煤煤礦開采的速度。

2.5 普通機械采煤技術

普通機械采煤技術就是使用普通機械進行采煤，即單滾筒采煤機或雙滾筒采煤機，完成包括了破煤、裝載、運送的一系列操作。由于采煤機的不同，安放單滾筒采煤機和雙滾筒采煤機的位置一般不同。如：為縮短下端口長度，在采煤工作面的下方常常安放的是單滾筒采煤機；而為了便于采煤工作面的管理，一般會把雙滾筒采煤機安放在采煤工作面的兩邊。此技術又被稱為普采技術。

2.6 綜合機械采煤技術

綜合機械采煤技術是對不同的機械設備進行綜合運用，使其完成不同的采煤作業，如使用采煤機裝運煤礦、使用自移式液壓支護煤礦、使用彎曲刮板運輸煤礦等。井下采煤工程的安全由于應用了此種采煤技術而得到了增強，勞動強度也因此而減小，此技術又被大多數人簡稱為綜采技術。

2.7 煤礦產業設備改進以及機械化的采集煤炭技術

國家近年來加強了對煤礦產業的監管制度，要求煤礦企業采用先進的生產設備以及相關技術工藝，提高機械化水平以保證開采的效率，提升頂板、地板控制水平以保證煤礦工程安全。為此，國家關閉了一些小煤礦，更有一些煤礦被要求整頓，以提升煤礦工業的整體水準。

3 煤炭工業的選擇及綜合應用

根據煤層的自然條件不同，合理選擇并應用不同的采煤工藝可以使煤礦采集效率有效提高。在我國，井下采煤工藝主要有三種：

3.1 普通采煤工藝

普通采煤工藝具有設備簡單、成本低的優點。我國煤礦地質多種多樣，而普通采煤工藝可以適應這種地質的變化，方便工作面的搬遷，使得采煤效率得到提升。從難易程度上講，這種工藝的要點以及生產流程容易被掌握，可以廣泛推廣使用，從而加速從原始設備到機械化設備的轉變。

3.2 爆破采煤工藝

爆破采煤工藝具有成本低、好掌握、實用性強等優點。爆破采煤工藝由于其能夠克服復雜的地質結構或傾斜度大等困難的特點，是無法使用機械開采的煤礦使用最多的工藝。

3.3 連續采煤工藝

連續采煤工藝具有安全性高、設備簡單等優點，但是此工藝對煤礦要求高，一般要求煤礦具有一定厚度，使用條件較多。

4 煤炭工藝的綜合應用

4.1 工藝應用的注意事項

開采前，應注意煤層的厚度。在煤層厚度過大的情況下，機械有很大幾率無法正常工作，導致煤礦采出率低下；在煤層厚度過小的情況下，容易引起超前冒頂，增大煤礦工程的危險。同樣，在開采前，還應注意開采深度問題。煤層開采的深度越大，就越容易引發冒落現象，所以在開采到一定深度前應尋找規律，選取最合適的工藝。最后，工藝的使用還與煤層開采強度有關。在頂煤冒放性好的情況下，煤層硬度系數不應超過3，否則容易引發危險。

4.2 采煤工藝的應用

在井下開采煤礦時，常常會遇到比較復雜的情況，通常使用一種工藝無法較好地解決。此時就要將多種工藝相結合，進行綜合應用，結合多種工藝的特點以及優點，使其成為最佳采煤方式。由于利用了多種工藝進行開采，可以較好地應對突發情況，還有利于提高煤礦的開采量，使煤炭開采質量得到顯著提高。不僅如此，還可以保證井下采礦的安全性，提高煤炭開采的速度。

面對我國的煤炭資源現狀，只有提高煤炭工程的機械化程度，才能實現高效率的開采率。這就要求各個煤炭企業使用符合標準的機械化設備，對礦井各方面情況進行實時監控，加強檢測和診斷工作，建立健全采礦體系，必要時可以使政府立法以增強執行力度。

5 結語

我國經濟的發展帶動著科學技術的發展。如今各國相爭的不只是領土，還有資源。我國作為資源大國，更應該貫徹可持續發展的政策，使用更為科學的方法利用各種資源。我國是消耗煤炭最多的國家，煤炭更是我國的基礎資源，在此情況下，對煤炭資源的合理利用和開采是十分必要的。對此，采用更為科學化的采煤技術與采煤工藝才能滿足我國對煤炭的需求，以促進我國工業的發展。

本文首先簡單介紹了我國煤炭資源的現狀，而后簡單分析了井下采煤技術，并列出了采煤工藝的特點，提出了關于開采時的注意事項，并提出只有科學應用采煤工藝，才能保證煤礦開采的科學性和有效性。井下采礦是我國煤炭的主要來源，但井下采煤危險性強、隱患大，井下條件復雜，開采工作困難大。合理應用井下采煤技術和井下采煤工藝，才能最大程度上保障井下采煤的安全性。盡管推行機械化增大了設備的投入，增大了成本，但合理應用機械設備以及井下采煤技術以及工藝，可以降低煤礦開采時造成的損耗、使煤炭被大規模生產，煤炭工程的安全性也更有保障。因此應不斷完善井下采煤技術、綜合應用井下采煤工藝。

在當今社會，社會的維持以及人們的生產、生活需要大量的礦產資源。隨著資源的不斷耗用，實現采礦的機械化、連續化、規模化是井下采礦技術未來發展的方向。若想發展經濟，必然要發展工業，要想發展工業，必然要發展煤礦產業。發展煤礦產業對煤炭資源需求不可或缺。雖然我國煤礦資源豐富、種類齊全，但我國多為井下煤田，開采條件復雜。因此完善采煤技術，合理選擇工藝，才能保證井下采礦的安全性、提高出煤率、提升出煤速度、提高煤炭質量，避免更多的浪費，迎合我國可持續發展的戰略，也就使得我國煤礦產業得到長足發展，使我國經濟發展有了堅實的工業基礎做后盾。

參考文獻

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作者簡介：金殿鵬（1968-），男（蒙古族），遼寧朝陽人，鐵法煤業集團大強煤礦有限責任公司工程師。

（責任編輯：秦遜玉）