淺議煤礦開采中井下采煤技術及采煤工藝選擇

謝鵬 張憲龍

摘 要：我國經歷過大范圍、高強度的煤礦開采，由于那時全國各地很多煤礦缺少技術支持，也沒有嚴格的監督，導致很多安全事故發生，開采中亦有不少損失。在經歷過種種教訓之后我們基本已經確定下幾種常用的開采工藝。本文論述了幾種常見工藝，以及采煤工藝的發展方向。

關鍵詞：井下采煤 技術和工藝 選擇

前 言

現在常用的幾種煤礦開采工藝的應用情況不相上下，除了明顯應用更加廣泛的機械化開采技術，其余技術應用頻率差不多，每種工藝都有自己的特點，都有指向性地解決了某些問題，在不同情況應該進行恰當地選擇。

1傳統常見的采煤技術

1.1爆破式開采

一般爆破式開采技術最適宜的開采場合是人工開采難度大的、地質環境復雜的煤礦。但是因為爆破式開采技術（也叫炮采技術）一次性開采數量多，能有效降低人工成本，后續的收集和運輸可以通過人工和機械配合快速完成，能提高產出效率，所以還是有部分地質情況較好的煤礦也愿意采用這種開采技術。

1.2綜合機械化開采

機械化開采技術是我國煤礦開采技術中最常用的開采技術，機械和人的組合能極大地提高開采效率，雖然增加了機械成本，但是降低了人工成本和煤礦事故的意外成本，所以機械化開采技術在我國有非常大的市場。綜合機械化技術脫胎于傳統機械開采技術，將計算機技術等比較現代化的元素融合進傳統機械中，實現了更加精準的開采、更加安全的開采。

1.3連續開采

連續開采工藝的特點就是開采和運輸速度都比較快，理想狀態下工作人員應該將每層切割為比較規則的不同區塊，但是考慮到實際開采過程中煤層的形狀不規則、厚度不均勻，所以基本不滿足理想條件。分區開采使工人的開采目標集中，開采數量和速度在短時間內快速提升，并能連續開采，通過提高區域的速度提高整個煤礦的開采速度。

2井下采煤常見的問題

2.1煤礦開采效率低

無論是純人工還是人工和機械相結合的開采工藝，其往往滿足了開采速度就無法滿足有效開采的量，另外開采出來的煤中摻有雜質，需要再次加工才能投入到正常的使用中，需要洗煤等具體操作，因此整體煤礦開采效率仍比較低。

2.2井下作業安全隱患大

煤礦開采過程中安全問題一直是各方都十分重視的問題，現在常用的集中開采方式雖然都在努力降低礦下風險，但是由于工藝的限制，仍然不能杜絕瓦斯爆炸、塌方、等事故的發生。

2.3工藝和技術選用不當，成本升高

有的煤礦僅僅追逐效率，沒有按照實際情況和需要選擇合適的開采工藝，反而導致最終成本提高，其收益并不能抵消增加的成本。

3開創性采煤工藝和技術

3.1智能化開采技術

互聯網和計算機技術如果運用到生產生活領域將給生產方式和生產效率帶來很大的改變。想要解決傳統煤礦開采工藝存在各種不足、生產效率較低的問題，可以通過運用智能化手段來實現。人工開采受到環境制約，還受到個人力量和技巧的影響，對于井下作業的工人來說不夠安全，對于煤礦企業來說不夠高效，所以運用智能化手段的第一步就是合理配置開采機械，將危險的工作或者比較繁重的工作交由設置精密的機械來完成，剩下機械代替不了的位置或者人工成本相較機械成本更低的工作由工人來完成。但是這種方式存在一個很明顯的缺點——擠占采礦工人的工作空間，很有可能導致一批工人失業，他們的去向又是一個問題。但是僅從生產效率方面考慮，智能化開采技術將有效提高煤礦開采量和開采速度。除了智能控制機械開采，智能化技術的另一個特征是運用先進的儀器和監測技術實時監控礦井下的情況，一旦發現出現涌水、危險氣體濃度過高、土質松動等危險情況的預兆能及時傳達給地面上的工作人員，使其快速做出應對，有效避免煤礦安全事故的發生。

3.2安全開采技術

安全開采技術的特點主要表現在有利于井下工人快速逃生、有利于瓦斯等危險氣體快速逸散，并能有效避免開采過程中煤塊的砸落。目前已知的兩種安全開采技術都不同程度的滿足了這些要求，但也各有不足，根據作業的特點我們稱其為“正臺階法”和“倒臺階法”，兩種開采工藝首先都通過將開采面鑿成階梯狀，以有效避免煤塊滑落，同時有利于工人逃生時的行走。倒臺階法適用于煤層厚度較小的煤礦，正臺階法適用于煤層厚度大、煤礦公司想要降低成本的煤礦。這兩種臺階法都是運用臺階式的開采面使工人在不同階梯上工作，并通過滑坡斜面運輸開采好的煤塊，區別是正臺階法采下的煤要在工人所在的階梯上存放一定數量后就盡快運輸下去，因此坡道所占面積更大，開采面的臺階數量較少，而倒臺階法以開采為主，運輸的頻率較慢，綜合來看正臺階法及時運輸的做法能有效避免煤礦中危險氣體的累積，階梯數少，建設成本和機械成本都會有所降低，但是開采效率不如倒臺階法高，溜煤數量多，運輸過程中可能會發生阻滯，使運輸效率降低。

3.3降低成本的開采技術

降低成本的主要方式就是降低井下作業人工和機械的綜合成本，這點可以通過合理配置機械和人工比來實現，另外一種降低成本的途徑就是降低開采成本，這點主要體現在開采工藝的選擇。煤礦開采主要包括“采”和“運”兩個步驟，開采的數量和速度在沒有機械布置的情況下取決于井下工人的作業素質，所以我們要綜合考慮開采和運輸兩個步驟用到的方法實現成本的降低，比如可以通過將開采運輸兩個步驟結合，即將開采面和溜煤面結合，整個開采面呈傾斜角較大的光滑斜面，這樣開采后的煤塊能直接滑倒底部堆積，最后統一運走，降低了額外開鑿溜煤面的成本，但是很明顯這種工藝將會加大煤塊砸落的危險性，工人的人身安全還要受到更加嚴密的保護。

結 語

根據實際要求和作業現場情況選擇合適的井下采煤工藝是提高采煤效率、降低煤礦安全風險的重要途徑。當然我們也要加快研發智能化開采工藝、開采機械的速度，爭取做到無人化生產，杜絕煤礦人身安全事故的發生。

參考文獻

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