淺談煤礦采煤工藝技術優化

王藝蒙

（黑龍江科技大學，黑龍江 哈爾濱150000）

國家經濟能否不斷的發展與煤炭資源是否能夠合理的開采和利用有著必然聯系，而煤礦企業的經濟發展又取決于煤礦采煤工藝技術的水平。但是，我國的采煤工藝技術水平還有待提高，所以，為了社會經濟發展的需求，我們必須要大力改善煤礦采煤工藝技術，并且，要根據不同的地質環境和采煤條件來選取最合理的采煤工藝技術，這樣才能最大化提高采煤效率。

1 采煤工藝技術

1.1 綜合機械化采煤工藝。綜合機械化采煤工藝簡稱“綜采”，它是一種生產工序和過程機械率達到95%以上的開采方式。由于基本實現了機械化，所以，該工藝有效率高、安全性高和減少了勞動力等特點。除了一些井田范圍內斷層、褶曲密集,局部地段煤層出現反傾,傾角達到40°- 50°，制約著綜合機械化采煤工藝水平的發揮,甚至無法采用綜采工藝外，一般條件下，綜合機械化采煤工藝將成為未來煤礦采煤工藝的主要發展方向和采用方式。而綜采的技術核心主要有兩大方面：一是割煤，二是運煤。

（1）割煤：其主要的工序有兩道，即破煤和裝煤。運用最為普遍的割煤機有兩種，一是刨煤機，二是滾筒式采煤機。刨煤機集“采、裝、運”功能于一身，配備自動化控制系統，能夠實現無人操控工作，且具有結構簡單、易于檢修和成本較低等特點，但對地質條件適應能力不夠強。在綜合機械化采煤工藝中常使用雙滾筒式采煤機，前滾筒和后滾筒在任何狀態下都具備割煤的能力，而且滾筒螺旋葉片有旋轉拋擲的作用，所以其工作效率高，在高效地割下煤炭的同時，還能夠直接將其裝入輸送機中。（2）運煤：其過程也由兩個工藝組成，一是從工作面將切割下來的煤炭運輸出來，二是將煤炭從綜采工作面運輸出來。在工作面工作狀況中，液壓支架是其動力，也是起到對工作面頂板支撐的作用，在工作面支護方面，分為兩類：一是及時支護，二是滯后支護，及時支護的優點是利于行人、運料和通風，而缺點是加大了控頂距寬度，不利于控制頂板。滯后支護的優點在于控頂距較小，能適應周期來壓及直接頂穩定性好的頂板，而缺點是不適合用于直接頂穩定性較差的情況。

1.2 深礦井開采工藝技術。深礦井開采主要面對問題有：地壓大、地溫高和瓦斯含量高等。所以，深礦井開采工藝技術的關鍵是有效合理的處理好沖擊地壓、礦壓、通風降溫、瓦斯爆炸和井巷布置等問題。在深礦井開采過程中，還要處理好矸石問題，合理利用矸石可以有效控制污染程度，還可以節省填充材料，這樣不僅提高了開采效率，還減少了開采成本。在采煤技術的優化過程中，還要考慮設備的創新發展，因為只有不斷地更新設備，才能提高采煤工作效率，同時也會從一定程度上起到降低損失與浪費的作用。在不同的地質構造條件下，要使用不同的開采設備，如頂板堅硬，周期來壓明顯的情況要使用支撐式支架，厚煤層采用一次采全高的開采方法時，要考慮采煤機和液壓支架的選型。

2 采煤工藝技術選取原則

在煤礦開采過程中，選取采煤工藝技術的主要原則：一是回采率高，二是經濟安全。在充分考慮煤層開采條件下，盡量減少資源浪費。

2.1 使用綜采工藝技術的工作條件。采用綜合開采工藝技術的主要優點有：開采過程安全、產量高、效率高等。缺點主要是成本較高。所以，該技術的使用條件是：具有較高的管理水平、良好的煤層地質條件等。

2.2 使用普通開采工藝技術的工作條件。該工藝技術的主要優點是相比綜采成本較低，所使用的設備的價格較低，但相應的煤炭產量降低。該工藝技術適用于地質條件較為復雜的情況，對地質條件變化的適應能力較好，同時采用該技術時，操作技術簡單易掌握，因此，該工藝技術廣泛應用于小型礦井中。

2.3 使用炮采工藝技術的工作條件。該工藝技術的主要優點是投資較小、適應性好和易于掌握操作。但是該工藝技術還存在生產效率低下和工人工作環境差等的缺點。該工藝技術適用于地質構造較為復雜的煤層和急傾斜煤層。

3 采煤工藝技術優化

3.1 采煤工藝技術的優化原則。通過改善優化采煤工藝技術，要能夠提高煤礦開采的安全性，并將其作為首要工作，堅持以人為本，其次效率方面，要能夠增加煤炭的采出率，只有增加了采出率才能有效提高煤炭企業的經濟效益，進而才能保證煤炭行業得到更好的發展。

3.2 地面技術的優化。地面技術是指在煤炭開采過程中，通過有效合理的工藝方法對建筑物和危巖地面進行保護，使其得到有效的控制，將損害程度降到最低。在實施該技術時，要保證對當地礦區地質環境、建筑物特征及其相關的保護政策足夠了解。在采煤過程中，走向和傾斜長壁冒落現象經常出現，在一定程度上影響了礦區建筑物的穩定，而且會發生一些地質問題，如滑坡和崩塌等，所以要對其結構特點進行具體的分析，加大保護力度。

3.3 井下煤層采煤工藝技術優化。由于井下多發生地質災害問題，要想提高采煤工作的安全性，就不能夠采用單一的地面技術來處理，需要配合井下采煤工藝，加強運用綜合性的開采工藝技術以提高開采質量和采煤工作效率。在井下煤層采煤工藝技術中，主要包括有：（1）充填法采煤工藝技術：合理有效地采用充填法采煤工藝技術，能夠很好的解決礦區地表產生的沉降問題，在采用該技術的基礎上，對收集的相關數據加以深入分析，加強填充煤礦采空區域的應用，也可以大大提高煤炭開采工作的安全性。其就地取材這一優勢也得以體現，也能夠更好的提高煤礦采煤回采率。（2）條帶法采煤工藝技術：該工藝能夠有效地控制礦區覆巖層和地表沉陷問題。對于運用這種采煤工藝技術來說，最關鍵就是要在礦區預留一些條帶煤柱區域，這樣能夠使煤炭開采和生產更加方便。此外，在礦區中瓦斯含量相對較高的地方，采用條帶法采煤工藝還能提高煤礦掘進率和采煤回采率，進而實現煤礦開采規?；哪繕?。（3）走向長壁后退式協調采煤工藝技術：在煤礦開采過程中，在灰巖陡崖的地方常常出現采空區，而采空區經常出現傾斜的現象。該工藝可以有效解決采空區傾斜坍塌問題，提高采煤工作的安全性。此外，在瓦斯含量相對較高的礦井中也可以采用該方法以更加安全的工作。（4）傾斜長壁協調采煤工藝技術：該工藝多用于采掘區不規則的情況下，當煤礦開采瓦斯含量較高時，可采用仰采的形式，當煤礦含水量較大時，可采用附采的形式。所以，該方法能夠很好的提高煤炭開采工作的安全性。

3.4 工作面保水采煤工藝技術。井下煤礦采掘工作過程中，有很多煤礦會出現涌水的地質問題，引用保水采煤工藝，設置隔水層，可以很好的解決排水工作。在采用該工藝之前，必須對采煤充水的條件和礦井實際涌水量進行全面分析。

（1）條帶法采煤工藝技術：該采煤工藝技術在覆巖危害較多的礦區有很好的適用性。條帶法可以有效的控制礦區上覆巖層與地面沉陷，所以，該方法可以保護礦區水體和礦區建筑物。（2）充填法采煤工藝技術：即可以回收礦區產生的固體廢棄物，并按照一定比例將粘結劑添加進去，進行采空區的填充，對工作面的空隙進行堵塞，從而解決地下水滲漏的問題。但是，這種采煤工藝技術的缺點是成本較高，而且礦區的周圍自然環境是一項重要的影響因素，因此該方法的應用范圍較小。（3）長壁綜合機械法放頂煤采煤工藝技術：當礦區煤層比較厚的情況下，采用該方法可以很好的提高采煤效率，而且可以減少出現地面沉降和瓦斯災害的現象，確保提高煤礦開采過程中的安全性。采用該方法可以更好的處理圍巖破裂的問題，防止井下滲水或涌水的發生，對煤礦礦區的隔水層實施有效的保護，從而提高了保水采煤的效果。（4）短壁綜合機械采煤工藝技術：該技術可以劃分成三種，分別是：房式、房柱式以及巷柱式，主要應用在礦區采煤量較少的區域。該技術雖然可以保證隔水層不受破壞，但是，采用該技術的成本較高而且采出率較低，所以，該方法對大部分采煤區域不適用。

總之，在煤礦開采過程中，煤炭企業要按照當地煤礦的具體情況去大力優化采煤工藝技術，合理高效地解決煤礦開采過程中所遇到的各種問題，這樣才能保證煤炭生產的質量和效率，提高煤礦開采的安全性，才能促進煤炭行業蓬勃發展，才能使國家經濟持續發展，社會不斷進步。