煤矿采煤方法与技术的研究

2012-04-29赵伟锋

中国高新技术企业 2012年15期

赵伟锋

摘要：文章结合工作实践介绍了煤炭采煤方法的设计原则以及几种常见的煤矿采煤方法，分析了现代煤矿采煤技术的发展趋势，并从全面推进“三高”（高产、高效、高安全）采煤工作面建设，全面推进“三化”（自动化、机械化、电气化）开采装备建设，走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展之路等方面探讨了实现高效的煤矿采煤技术的对策，以期为煤炭企业的技术革新提供理论参考。

关键词：采煤方法；采煤技术；采煤机械；开采装备

中图分类号：TD82 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）22-0019-03近年来，我国对能源的需求不断增加，在一定程度上导致我国煤矿开采量不断上升。煤矿采煤方法与技术在煤矿开采中扮演着重要的角色，目前正日益受到关注。良好的煤矿采煤方法与技术是煤矿企业实现既高产又高效的关键，能够给煤矿企业带来良好的经济效益和社会效益。本文结合工作实践，对煤矿采煤方法与技术进行了探讨，以期为煤炭企业的方法与技术革新提供理论参考。

1煤炭采煤方法的设计原则

煤炭采煤方法的设计原则主要表现在以下几个方面：一是采动影响的特征和程度。采动影响的主要特点是地表移动与变形。在设计煤层下采煤方法时，要考虑地表移动与变形的特征和程度；在采深较小及急倾斜煤层时，还要考虑“上三带”的特征和程度。二是资源回收率。资源回收率是选择采煤方法的主要设计原则。运用降低回采率的开采措施，可以减少采动的有害影响，实现煤层下采煤。三是坚持安全、经济、环保的原则，同时，还应当视具体煤层的情况，坚持尽量减轻工人体力劳动的原则。

2煤矿采煤方法的研究

2.1倾斜长壁采煤法

倾斜长壁采煤法是指在采煤工作面沿煤层倾斜方向向上或向下推进采煤，工作面运输巷和回风巷由走向长壁采煤法的沿走向方向布置改为沿倾斜方向布置，并可取消采区上、下山的一种采煤方法。它具有仰斜开采与俯斜开采，前进式、后退式和混合式回采方式，单工作面回采与双工作面回采等优点。不过，在实际运用中，我们发现倾斜长壁采煤法开采也存在一些缺点，比如倾斜巷道掘进速度较慢且工效较低、支护速度较慢及其效果不是很理想、在仰斜开采时采空区易积水等。但是可以从提高直接顶稳定性、防止煤壁片帮、提高工作面支架的稳定性等方面优化倾斜长壁采煤法，从而达到理想的开采效果。

2.2走向长壁采煤法

走向长壁采煤法有炮采、普采和综采等3种采煤工艺。炮采即爆破采煤工艺，具有爆破落煤、爆破后人工装煤、机械化运煤等特点。炮采的工艺过程包括打眼、放炮和人工装煤、刮板输送机运煤、移输送机等主要工序。普采即普通机械化采煤工艺，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处理则与炮采工艺基本相同。普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤机工作方式。单滚筒采煤机的滚筒应处于工作面下端头，以缩短工作面下缺口的长度，使货量不通过机体下方，这样装煤效果比较好。与单滚筒采煤机相比，双滚筒采煤机很好地解决了工作面两头做缺口的工作量，因此，它有利于工作面的技术管理。综采即综合机械化采煤工艺，它的破、装、运、支、处等5个主要生产工序全面采用机械化、自动化。可以说，综采是目前国内最先进的采煤

工艺。

2.3放顶煤采煤法

放顶煤采煤法是在厚煤层中，沿煤层底部布置一采高2～3m的长壁工作面，采用常规的方法进行回采，并利用矿山压力的作用协助人工松动方法，使支架上方顶煤破碎后由支架后方放出。放顶煤采煤法具有降低成本和提高效率等优点。它主要适用于厚度在6m以上的煤层，若顶煤厚度过小则易发生超前冒顶。

值得一提的是，当前生产能力最大的开采方法为综采放顶煤采煤法。综采放顶煤采煤法是采用大功率(单或双，多为双)滚筒采煤机、综采放顶煤液压支架、工作面大功率刮板输送机(一般为工作面前后各1部)、配套的机道转载机、可伸缩皮带运输机及其他附属设备进行配套联合生产，实现采煤工艺全过程机械化的一种采煤方法。这种采煤方法具有可连续化生产、高产、高效、掘进率低、生产成本少、经济效益好的优点。

3现代煤矿采煤技术的发展趋势

笔者结合工作实践，认为以下几个方面是煤矿现代采煤技术必然的发展趋势：

3.1开发及应用高效集约化的煤矿生产技术

采煤机械是煤炭生产技术的“好办手”。煤炭企业在这个“好办手”的支持下，不需要采用传统的人工与炮采，明显减少人力工作，效益也显著上升。与传统的采煤相比，采煤机械对采煤的发展而言是个重大的突破。采煤技术的提高是以提高工作面生产集中化为核心，以提高采煤经济效益为目标，同时为了保证采煤工作人员的生命安全，而创造出能适应各种开采条件下的高效能和高可靠性的采煤装备和工艺以及简单而高效的信息化系统，从而实现对采煤过程中的实时监控和管理，推进矿井煤层条件下的采煤机械化，实现装备和施工工艺的完善。

3.2开发及应用“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效”的现代采煤系列技术

埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术以及主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术对整个煤炭采掘业来说具有重要的作用，既可以直接让顶能随采随冒，提高了顶煤的回收率，实现经济利益的提高，又可以保证顶能在一定间距内垮塌，保障作业环境的安全和工作人员的生命安全。

3.3开发及应用减少矸石排放的开采技术

现有的采煤技术已经很难适用当前煤炭开采的现状，需要创新才能实现煤矿采煤的效益最大化。因此，有必要研究开发关于煤矿地质条件开采巷道布置与工艺技术评价体系的“专家系统”，从而保证采煤方法、开采布置等互相适应、互相协调。这个“专家系统”可实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石不需要运出地面，从而简化了生产系统，实现了中采与中掘同步发展。显然，这样既可大幅提高煤炭开采的效率，又能节省工人工作的时间。此外，要重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置的系

统优化，减化巷道布置，完善采区的工作参数。

4实现高效的煤矿采煤技术的对策

我国煤炭开采条件和技术水平与国外矿井开采具有一定的距离，我们可以吸收国外的优秀开采成果，借鉴国外的高效集约化开采经验，不断革新我国煤矿采煤技术，从而实现我国矿井的安全高产高效以及经济效益和社会效益的有机统一。

4.1全面推进“三高”采煤工作面建设

煤矿高效集约化开采的前提条件就是实现采煤工作面高产高效。根据我国的煤炭开采条件和开采技术状况，要实现采煤“三高”的工作面，即“高产、高效、高安全”开采工作面，可一方面投入大功率、高可靠性采煤设备，提高生产能力；另一方面采用综采工艺，全面实现机械化开采。

4.2全面推进“三化”开采装备建设

先进的开采装备是实现煤矿高效集约化开采的基础。要重视开采装备“三化”建设，即自动化、机械化、电气化。自动化、机械化、电气化融于一体，借助机电一体化技术、计算机自动控制的信息技术、先进的制造技术的应用可有益于开采装备达到高效率和高可靠性。

4.3走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展之路

实践表明，我国煤矿的发展与振兴之路是要坚定不移地走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”之路。中小煤矿在我国的煤矿企业中所占的份额不少，所面临的困境也比较多，更要依靠现代科学技术，坚持走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展和振兴之路，才能提高市场竞争力。

5结语

采煤方法与技术是煤炭采掘业发展的核心。煤矿企业应与时俱进、因地制宜，通过多种渠道千方百计开发及应用采煤的新方法与新技术，提高煤炭的回采率，减少资源浪费，促进安全生产，从而提高经济效益和社会效益。

参考文献