關于井下采煤技術和工藝選擇研究

趙瑞平 劉玉越 杜國斌

臨沂礦業集團田莊煤礦

關于井下采煤技術和工藝選擇研究

趙瑞平 劉玉越 杜國斌

臨沂礦業集團田莊煤礦

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。

井下采煤；技術；工藝選擇

1 井下采煤方式的技術研究

1.1 硬厚頂煤的控制技術

由于硬厚頂煤的控制技術的處理速度快，對實際開采過程中的環境因素能夠做出迅速反應，可以較好地處理采煤過程中的環境問題，所以通常被運用在開發埋深淺、支撐壓力偏小的硬厚頂煤生產環境中。硬厚頂煤的控制技術有著頂煤深孔預先爆破技術和高壓注水裂縫技術所具有的優勢，可以說是二者的結合體，將其合理運用在硬厚頂煤生產環境中，可以達到隨采隨冒、提高煤礦資源回收率的效果，對煤礦企業的井下采煤工作有著非常重要的意義。

1.2 硬頂板的控制技術

硬頂板的控制技術普遍運用于地壓比較小的生產環境中，它主要是運用巖石傾斜深孔爆破和壓裂等手段來對硬頂板環境進行有效處理。在實際的運用中，硬頂板的控制技術與硬厚頂煤的控制技術是非常相似的，同樣可以達到隨采隨冒的效果。不僅如此，硬頂板的控制技術還可以通過步距垮落來完成煤礦資源的回收利用，而且在實際的采煤過程中，還起到了保護地面相關設施安全的作用，再加上硬頂板的控制技術具有的多重功能性，使它成為目前井下煤炭開采過程中使用最為普遍的一種技術。

1.3 放頂煤開采技術

放頂煤開采技術是煤礦開采過程中的一種輔助技術，屬于回采工藝中的一種，它主要運用在井下煤礦開采工作的進度定位上，如果能夠科學、合理使用好該項技術，不僅可以有效提升采煤的工作質量和開采效率，還可以進一步優化煤礦井下開采的施工工序，所以放頂煤開采技術也是井下采煤中的一種重要技術。在實際的使用過程中放頂煤開采技術有著較多的限制條件，例如：在煤層平均厚度低于四米時、在采放比大于1：3時、在采區、工作面的回采率達不滿足礦井的設計規范時、在煤層含有瓦斯等突出危險時、在礦井的水文地質條件比較復雜時，又或者是采放后存在著與地表水、老窯積水和強含水層導通等情況時，都不可以使用放頂煤開采的方式進行井下煤礦的開采。

2 井下采煤工藝的選擇研究

2.1 普通采煤技術工藝

普通采煤技術工藝的適用性較強，是一種將采煤、裝煤、破煤等工藝結合到一起完成的工藝，在綜合性能方面較強。企業在選擇采煤工藝的時候依據的原則有三個，分別為安全性生產原則、高采出率原則、經濟性原則。普通采煤技術工藝遵循的就是經濟性原則，從成本的角度看，普通采煤技術工藝耗費的資金相對較少，而且其工藝水平適用于多種煤炭的開采，因為其適用性高的原因，設備的調換也非常便利，市場上很容易找到替換的設備零件。再者，普通采煤技術工藝的操作也較為簡單，工作人員可以在短時間內掌握工藝的操作方法，使得工程的準備階段較快完成。但是這種工藝在開采出的煤炭數量質量方面就有所欠缺，應當考慮到實際情況的需求后慎重選擇。

2.2 爆破采煤工藝

爆破采煤工藝是在煤礦的環境非常復雜的時候需要使用爆破技術進行落煤時才使用的工藝，其優點在于操作簡單，工作人員上手容易，操作的時候也不易發生失誤。同時爆破采煤工藝的資金消耗也很低，企業不需要承擔過多的開采成本。但是，在使用了爆破采煤工藝之后，煤礦中的環境因為爆炸的關系將變得十分惡劣，對于井下作業的員工來說，會對其身體造成非常大的傷害。而且經過爆破之后煤礦的生產效率也會隨之降低，開采出來的煤炭無論是開采量還是開采率都難以提高。因為這種開采技術對人員安全的威脅，所以國家規定爆破采煤工藝只能使用于地形非常復雜的煤礦區域，而且要無法使用正常的機械設備，逼不得已的時候才能使用，這也是出于安全性生產原則的角度考慮。

2.3 綜合性采煤工藝

在應用綜合采煤技術工藝進行井下采煤的過程中，煤礦切割、煤炭運輸以及支護作業面等各個流程都需要機械化設備跌支持，相較于其他井下采煤技術工藝而言，綜合采煤技術工藝有著眾多優勢，在井下采煤的過程中，其能夠實現低能耗、高效率的工作，且對于工作人員的要求不高，工作強度不大，當前有著眾多的煤炭開采企業都積極地應用綜合采煤技術工藝。但需要明確的是，綜合采煤技術工藝在應用的過程中也有著許多的局限性，綜合采煤技術工藝依賴于機械設備，而這些機械設備的成本較高，同時其對礦井的性能要求較高，且依賴于管理人員高超的管理操作水平，因此在選擇綜合采煤技術工藝的過程中要注意以上幾點問題。經過大量的實踐經驗證明，綜合采煤技術工藝在煤層傾角小于50°的范圍內比較適合使用。因此一些機械設備配置完善，管理人員操作要求高，且煤層傾角比50°小的井下采煤過程中可以考慮選擇綜合采煤工藝技術。

2.4 連續采煤工藝的選擇

連續采煤工藝要求非常嚴格的井下煤層結構，應當科學地應用連續采煤工藝，以及確保15°以下的煤層傾斜角，煤質需要在中硬或者是硬之間，不可以太軟。連續采煤工藝的功能性決定了可以在采掘井下煤礦的過程中普遍地應用，連續采煤工藝技術的特點是采掘安全性高、投入的費用少等，而這一系列的優勢恰恰是進行井下煤礦采掘的根本所在。可是，任何的事物都具備兩面性，對于連續采煤工藝來講，也是這樣的。盡管可以給井下煤礦的采掘帶來很大的好處，可是，與此同時，也面臨著一定的不足之處。具體來講，其不足之處是由于這種工藝采掘煤礦難以實現較高的資源回收率，以及缺少安全性、通風狀況差等，進而難以安全性地管理整個煤礦。

結語

綜上所述，煤礦生產與發展核心就是采煤技術與工藝的合理選擇與應用，這也是完成礦井高產高效的重要依據，煤礦企業的生產指標主要是由資源條件、使用的采礦技術與工藝而決定的。所以，合理地選擇采煤技術與采煤工藝是保證煤礦開采高產高效的重要問題，同時也是我們在進行煤礦開采時所必須要堅持的原則。