探讨井下采煤技术和采煤工艺的选择

章益民

摘 要：随着社会的不断发展和经济的不断进步，我国煤炭业也在飞速发展。对我国煤炭技术发展的状况展开探究，分析我国采煤技术和各种类型的采煤工艺，提出了选择采煤工艺的原则。

关键词：煤炭业；采煤技术；采煤工艺；机械化

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0036-02

煤炭属于不可再生资源，随着科学技术的飞速发展，这种能源的减少速度逐步加快。从我国现状来看，煤炭在整个能源消费市场中仍占有较大的比例。煤炭不仅是重要的化工原料，也是重、轻工业的支柱。针对这种情况，采用什么样的技术和方法去合理开发煤炭资源，是关乎国计民生的一项重要课题。

1 我国煤炭技术的发展状况

我国煤炭资源在世界范围内较为丰富，且煤的种类繁多，为我国煤炭工业的发展提供了必要的基础条件。新中国成立以来，我国的煤炭工业取得了较好的发展，逐步对落后的回采工艺进行了改革。在20世纪60年代和70年代，研制并应用了普通机械化和综合机械化采煤设备和工艺，极大地提高了采煤机械化水平。在20世纪80年代，采掘技术和装备的应用使我国采煤机械化进入了一个新的阶段，普通机械化工作面的装备逐渐被无链牵引双滚筒采煤机，双速、侧卸、封底式刮板输送机和“II”型长钢梁支护顶板等新设备、新工艺取代，综合型的机械化采煤工作逐渐面向大功率、电牵引和程序化发展，煤矿开发的技术水平得到大幅度的提高。在20世纪90年代，我国实行高产量、高效率的矿井建设工作，国有的重点煤矿采煤机械化程度高达80%以上，煤炭产量居世界首位。

2 采煤工艺方式

2.1 综采工艺

综合机械采煤工艺，简称综采工艺，指采煤工作过程中的全部生产工序，包括割煤、运煤、工作支护和采空区处理等。割煤的工序又包括破煤和装煤，滚筒式采煤机和刨煤机是完成割煤工序的两种采煤机类型。滚筒式的采煤机又可以分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机两种。为了适应采高过程中的变化和煤层顶底板的起伏，采用双滚筒采煤机通常可以对高度进行调整。无论上行还是下行，双滚筒采煤机一般均设置为前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤。滚筒式采煤机在割煤时可利用螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用将煤直接装入刮板输送机。在煤装入刮板输送机从工作面运出后，经位于工作面运输巷中的桥式转载机运出综采工作面。一般情况下，输送机的输送能力要比采煤机的生产能力大些，输送机的运输能力与采煤机的生产能力要保持平衡。工作面中使用的液压支架主要动力为高压液体，能够独立完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸、护帮、前移、推移工作。对采空区进行处理的方法较多，但大多使用的是简单可靠、费用低的全部跨落法。

2.2 普采工艺

普通机械化采煤工艺，简称普采工艺，是指用采煤机同时完成破煤和装煤工序，机械化运煤，单体支柱对工作空间顶板进行支护。普采工艺与综采工艺的不同之处在于普采工艺支护工序使用的是人工操作。此外，综采工作面采煤机的机械功率和能力要明显大于普采工作面，因此，普采工艺系统需要的体力劳动量较大，其安全系数和技术经济效益远远比不上综采工艺系统，但适应性要比综采工艺系统强。齐梁直线柱和错梁赴线柱是普通采面支架布置的主要方式，在施工现场使用较多的是错梁直线柱布置形式。工作时，少数顶板完整的普采面可以使用带帽点柱，大部分均采用摩擦式金属支柱或单体液压支柱与金属顶梁进行支护，也可以采用悬（滑）移动的支护方式。

2.3 炮采工艺

爆破采煤工艺，简称炮采工艺，是指使用爆破法使工作面爆破落煤，机械化、人工均装煤，机械化运煤，单体支柱支护工作空间顶板的工艺系统。炮采工艺主要的工序包括破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等。此时，装煤就变成了一项单独的工艺流程，运煤、支护和采空区处理基本类似于普采工艺。炮采工艺对设备的操作较简单，适用于地质条件较为复杂的区域。在进行爆破时，要准确把握爆破落煤进度，要保证破碎煤块的均匀度，并要避免对顶板产生破坏，避免顶底煤的残留，工作面煤壁要保持平直，避免崩倒支柱、崩翻输送机，并尽可能降低炸药使用量和雷管的消耗量。因此，在选择爆破点时，要仔细勘探煤层顶底板的稳定程度、煤层厚度、煤层硬度和裂隙等情况，选取钻眼并合理使用煤电钻进行打眼、放炮。在进行爆破时，可选用毫秒爆破技术，这样能够提高爆破的整体效果，缩短爆破的时间并提高出块率，使炮采工作面的单产和效率大大提高。

2.4 连采工艺

在进行破煤和装煤时使用连续采煤机，运煤时使用梭车或可伸缩输送机，顶板采用锚杆进行支护，搬运物料、清理工作面时可使用铲车，破煤、装煤、运煤、支护等工艺过程全部实现机械化作业。这种采煤工序被称为连续采煤工艺，简称连采工艺。

3 采煤工艺的选择

3.1 适用于综采工艺的条件

综采工艺具有安全、高产、高效、耗能低、劳动条件较好和劳动强度较小等优点，但是该采煤工艺的设备价格高昂，其生产优势要在有良好的全矿井生产系统、较好的煤层赋存条件、较高的管理水平和操作技术的情况下才能得到充分的发挥。综合分析，该采煤工艺适合在构造简单、煤层赋存较稳定、底层条件较好且煤层倾角小于55°的条件下使用。

3.2 适用于普采工艺的条件

普采工艺价格较低，但产量较高。对于综采工艺无法进行的工作面，比如推进距离短、形状不规则、地质构造较小的工作面的剖可以采用普采工艺。该工艺操作较为简单，技术较易掌握，是我国小型矿井发展采煤机械化的重点。

3.3 适用于炮采工艺的条件

炮采工艺具有设备较简单、投资较少、适应性较强、操作简单等优点，但其单产和效率较低，劳动条件较差，多应用于急倾斜煤层和地质构造较为复杂的煤层。

3.4 适用于连采工艺的条件

连采工艺投入资金较少、出煤效率高，具有较强的适应性、较高的机械化程度，且具有较好的安全性。但其通风条件较差，煤炭资源的回收率较低。该采煤工艺所需的煤层地质条件较高，适用于开采深度较浅，构造相对较简单，煤性质呈中硬、硬，煤层倾角小于15°的薄层和中厚层煤层。连采工艺开采技术条件相对简单，不适用于近距离的煤层群开采。

4 结束语

总之，采煤工艺在煤矿开采中属于一项中心技术，是矿井高产、高效建设的核心。煤矿企业生产指标的优劣，除与资源条件有关外，还与所采取的工艺方式的适用性和先进性有着密切的关系。因此，在选择采煤工艺时，应坚持高产、高效、安全和煤炭高采率的原则。

参考文献

[1]张书卿.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用研究[J].科技传播，2012，20（120）：75-76.

[2]杨波.浅议采煤技术与采煤工艺的选择[J].中国科技投资，2012，21（42）：121-122.

〔编辑：刘晓芳〕