井下采煤技术和工艺的选择及应用分析

2015-05-15闫伟

机电工程技术 2015年8期

闫伟

（大同煤矿集团马脊梁矿，山西大同 037027）

在科学技术水平不断提高的形势下，采煤技术也在不断的升级。近年来，越来越多的新型技术和设备被投入到了井下采煤作业中，并取得了良好的效果，不仅采煤的效率得到了极大的提升，在生产成本上也有了明显的下降，为企业带来了更高的经济效益。由此可以看出，通过采用科学有效的采煤技术，可以有效提高生产水平，从整体上促进煤矿开采行业的进步。

1 井下采煤技术和工业的发展现状

从煤矿储量来看，我国属于世界上煤矿资源较为丰富的国家之一，同时在我国煤矿也属于主要的能源之一。由于在资源储量上的优势，从而促进了煤矿开采技术的研究和应用，为煤矿产业的进一步发展奠定了良好的基础。

在科学技术发展的影响下，煤矿开采技术也有了明显的进步，尤其是在煤矿回采的技术上有了明显的突破。在传统技术和设备的基础上，我国进行了新技术的研发和试用，其中综合性的机械开采技术是我国采煤企业当前研发的重点之一。这些先进设备和技术的应用将进一步提高煤矿采矿效率的提高。但与此同时，我国的煤矿储存量正在不断减少。由于煤矿是一种不可再生能源，因此在开采的过程中必须提高开采的效率及煤矿的利用率，只有这样才能将有限的能源发挥出最大的作用。而采煤技术的选择和应用是提高采煤效率的关键。通过技术的创新和研发，采煤产业将向着自动化和集成化的方向发展。

2 井下采煤技术的分类和应用

在采煤行业中，井下采煤是最为重要的环节，当前我国的井下采煤技术主要有以下几种。

表1 井下采煤技术的分类表

2.1 煤矿井下长臂开采技术

井下长臂采煤技术是一种效率较高的采煤技术，并且在采煤的稳定性上也较高。在采煤过程中需要借助液压支架对矿井进行保护，从而有效地提高了采煤的安全性。此外，这一技术根据井下采煤的要求和特点，使用了功率较大的采煤设备，确保了采煤的效率。井下长臂开采技术对于那些倾斜度较小的矿井而言较为适宜[1]。

2.2 锚杆支护技术

锚杆支护技术是一种能够在不同环境下使用的采煤技术，并且与各种采煤设备都能进行较好的匹配。通过锚杆支护技术的使用，可以有效提高采煤的效率，并且确保采煤的安全性。锚杆支护技术的应用标志着采煤技术向着机械化生产的方向发展。

2.3 井下硬顶板控制采煤技术

硬顶板的作用主要是对煤矿层进行定向的压力控制，并对岩层的爆破和压裂做准备。硬顶板一般设置在地下，所受到的压力较小。硬顶板技术的应用有效地提升了煤矿的开采效率，其较高的灵活性使得在任何突发状况下就可以进行临时的应用。硬顶板控制技术按照一定的采煤步距进行开采，可以有效地提高煤矿开采的安全性，还能实现对煤矿开采和煤矿碎裂的同步进行。

2.4 硬厚顶煤的开采以及控制技术

硬厚顶煤开采技术主要应用于对顶煤的开采和处理。由于顶煤的位置较高，在开采上有一定的难度，通过硬厚顶煤技术的开采，可以对上方的顶煤进行较为充分的采集。在开采的过程中需要先在相应位置打孔，再进行定点爆破。有时也可采用高压注水的方式对顶煤进行采集。硬厚顶煤开采技术对于支持压力较小的顶煤，其处理和控制效果最佳。

2.5 普通机械采煤技术

普通机械采煤技术是最为常用的一种采煤技术。它通过普通的采煤设备完成破煤、装配、运输等一系列流程。普通机械采煤技术包括两种方式，即单滚筒和双滚筒采煤机。在实际作业过程中，需要根据煤层的位置、厚度等对这两种技术进行选择。这两种技术在安装上也有所不同。单滚筒一般安装在采煤设备的下方，这样可以有效地缩短机械的力臂。而双滚筒则主要安装在采煤设备的两端，从而有效地提升采煤的效率[2]。

2.6 综合机械采煤技术

综合机械采煤技术也可简称为综采技术，是在普通机械采煤技术上发展而来的一种综合性的采煤技术。在这一技术中采用的是多种不同的采煤设备，例如弯曲板车、采煤机等。综合机械采煤技术较好地实现了采煤的机械化，有效地提高了采煤的效率，在安全性上也有较好的保障，是一种有广泛应用性的采煤技术。

2.7 小煤矿技术改进以及机械化开采技术

在激烈的市场竞争中，一些小煤矿逐渐被市场所淘汰，究其原因，造成这种现象的根本因素还是这些小煤矿的生产技术没有跟上产业的整体发展步伐。对于那些规模较小的煤矿而言，要想在激烈的市场竞争中获得发展的机会和优势，就必须积极改进原有的生产技术，尽快提升煤矿的机械化生产水平。此外，还要提升煤矿开采的安全性，有效杜绝煤矿采矿事故的发生。

3 井下采煤工艺的选择及应用

3.1 多种工艺相结合的煤矿开采

通过将多种技术进行综合应用可以有效的结合不同技术的优势，形成一种最佳的采煤方案。将多种工艺综合应用到煤矿开采中不仅可以提高煤矿的开采量，还能显著提高煤矿开采的质量以及井下安全的控制。只有通过制定合理的技术应用计划及规划，才能将我国丰富的煤矿资源转变为经济发展上的优势，使煤矿资源发挥最大的功能[3]。

3.2 普通采煤工艺

普通采煤工艺是一种传统的采煤工艺，在我国的煤矿开采行业中已经进行了长期的应用，无论是在理论、设备还是技术上都有丰富的经验，因此我国的采煤企业应当充分利用现有的经验，进一步提升普通采煤工艺的应用效果。普通采煤工艺操作简单，设备也相对简易，尤其适用于在大规模的煤矿开采中。

3.3 爆破采煤工艺

爆破采煤工艺具有多项优势，例如适用范围广、操作性强、技术简单、设备成本低等。当前，爆破采煤工艺是我国采矿产业中十分常用的一种采煤方式，尤其是在一些特殊的地形中，只有爆破采煤的方式才能满足实际的施工需求。用这种技术不仅可实现爆破落煤，在爆破以后人工装煤和机械化运煤，同时还可利用单体支柱来支护工作空间的顶板。随学技术的发展，这种技术也获得了相应的进步，在实际应用过程中，采煤人员经常用防炮单体液压支柱来代替传统的摩擦式金属支柱。