采煤新技術在采掘作業中的應用

劉 彪

（黑龍江工業學院14級采礦工程,黑龍江 雞西 158100）

煤炭工業是我國傳統的重工業，為我國的經濟發展提供了很多能源資源，對我國的經濟發展產生了重要的影響。采煤技術的投入使用有利于提高煤礦采掘作業的效率，提高煤炭能源的開采效率。

1 在采掘作業中應用采煤新技術的意義

我國是一個能源大國，但是由于人口眾多，我國的人均資源占有量較低。我國的煤炭資源比較豐富，但是經過近幾十年的不合理開采利用和回填工作不到位，我國的煤炭資源面臨即將枯竭的危機。為了緩解危機，我國煤炭行業必須提高煤炭資源的開采效率，做好回填工作，減少資源浪費。采煤新技術則有利于提高煤炭采掘作業的效率，有利于促進我國煤炭行業和社會的可持續發展。

采用煤炭新技術是煤炭公司提高效益的關鍵。眾所周知，煤炭行業是資源密集性和勞動密集型產業，公司在開采煤炭的過程中成本投資很大。煤炭新技術不僅有利于提高煤炭的開采效率，還可以減輕礦工的負擔，節省人力，從而減少公司在人力成本上的投資，提高公司的效益。

伴隨著不合理無節制開采煤礦的現象日益嚴重，我國的生態問題越來越嚴重，例如大量農田和建筑物被破壞、水土流失、堆積成山的矸石、地表水和地下水被污染等問題，這些問題都對當地的生活環境造成很大影響。合理科學的采煤新技術配以正確的開采方法可以有效降低煤礦開采對環境的破壞程度，提高煤炭資源的開采效率，促進我國經濟發展和環境保護協同進步。

2 采煤新技術在采掘作業中的應用

2.1 偽傾斜掩護支架采煤法

偽傾斜掩護支架采煤法的采煤工作面呈直線，偽斜布置，沿著走向推進采煤區域。它適用于急傾斜煤層中，走向是指傾斜沿層與水平面的交線。并且一般用柔性掩護支架隔離采空區，工人則在掩護支架下進行采掘作業。對于柔性支架的構建，鋼梁一般沿煤層厚度布置，鋼梁之間的間距小于等于0.3米為最佳。鋼絲繩也沿著走向布置，荊笆條的布置在鋼梁上雙層鋪設更能保障工人的安全。

這種采煤工藝的巷道布置較獨特，當運輸石門揭露煤層后，再向上掘一組上山眼，安排運輸平巷。隨后再在采掘的區域的邊界開掘一對開切眼，作為回采開始階段的運輸點、交換空氣和工作人員通行之用。掩護支架結構有多種形式，平板型掩護支架、“八”字形掩護支架和組合梁掩護支架。平板形掩護支架的主要組成部分為鋼架和鋼絲繩。鋼架和鋼梁的布置有所差異，鋼架主要沿著煤層厚度來布置。平板型結構得架子柔性大而且容易控制便于回收，但是這種結構使用條件有限，只適合于2.5-5m左右的煤層。八字形掩護支架區別于平板型掩護支架的地方在于其工作空間較大，因為它呈現“八”字型支架。它和平板型掩護支架的采掘深度同等，都限于五米之內。而組合梁掩護支架就可用于煤層厚度大于5m的采掘工作時使用。它是采用兩根鋼梁搭接或對接使鋼架的長度同等于煤層厚度的一根直梁，這種支架還可以在雙地溝的工作面上起到支撐保護作用。組合梁掩護支架采煤法可以實現煤炭的自滑運輸；掩護支架的穩定性和堅固性高，更有利于保障工人的安全；通風系統簡單而且通風效果較好；煤炭采掘效率也比較高。但其也存在無法自動調節掩護支架得寬度而不利于煤層厚度變化大的條件下使用。

2.2 放頂煤開采法

放頂煤開采法主要是針對較厚煤層的開采技術，它的操作方式較為簡單，是在厚煤層的下部開通一個采高位2-3米的工作面。在前方支承壓力產生力的作用條件下，工作面的不斷推進致使工作面上的媒體碎裂，并且在支架尾部的切頂線附近冒落放出的新型采煤方法。頂煤體的破壞和破碎主要靠支承壓力和支架-圍巖的相互作用來完成。在頂煤破壞的過程中，一般會經過四個階段，其一為頂煤強化階段，這個階段是支承壓力在達到頂峰點之前的壓力上升的過程；其二是裂隙擴展過程，支承壓力到達頂峰值后到工作煤壁的應力不斷下降的階段；其三是破碎松動階段，即頂煤出現破碎；最后一階段即冒放階段。使用頂煤開采法具有其獨特的優勢。首先，利用煤礦原有的壓力使煤破碎，這是一種低能耗的工藝，資金和人力資源投資較少；其次，我國的地質條件較為復雜，但頂煤開采受煤層穩定性和厚度變化的影響較小，有利于煤炭采掘效率的提高。同時，頂煤開采法的巷道布置簡單易操作，其工程量與傳統采掘工藝相比較較小，減輕了工作人員的工作量和工作壓力。但不可忽視的是，放頂煤開采過程中粉塵較大，井下工作環境差強人意；工作面的過風斷面小，風排瓦斯量較小

2.3 機電一體化自動化技術

隨著我國經濟的發展，我國煤炭行業也正在逐漸走向自動化、機電化的道路，很多新型的機械監控設備經過改良已經投入煤炭生產的行業中，煤炭采掘工作中也可應用自動化機械和使用網絡監察采掘進度。近幾年，新型得煤炭采掘、運輸設備不斷出現在市場上，目前這些設備已具有電氣控制操縱功能，完全可以實現采掘作業的全自動化，更適合于在礦井下密閉狹小的空間內展開作業，煤炭生產率有效提高。比如，懸臂式掘進機是我國中小型煤炭企業最常使用的采掘設備，它可以深入礦井深處，靈活調節采掘進度，可能有人會考慮到掘進機的支護問題，對于支護作用錨桿與錨網相互聯合支護就能進行有效保護。

在礦井監測工作方面使用網絡軟件實現采掘工作的監測和操控，如今，很多監控系統都已相對完善，可以全面覆蓋全礦井的各個生產環節，能準確監測到礦井中的煤層和瓦斯含量和通風、排水情況，實現高效安全生產。

3 小結

煤炭行業是我國經濟的重要支柱之一。技術是發展經濟的先導條件，只有先進的科學技術才能引導煤炭企業保持平穩、健康的發展。所以，煤炭企業必須不斷引進先進的生產技術和機械設備，推動采掘作業的自動化一體化進程，推進企業改革，減少不必要的資源浪費，節約生產成本，提高企業效益。

[1]王甫雄.采煤新技術在采掘作業中的應用[J].中國新技術新產品,2017(11).

[2]孫衛立.煤礦采煤新技術應用探究.機械管理開發[J].2016(12).

[3]自動化技術在煤礦掘金工作面的應用[J].建筑科技,2017(08).