井下采煤技术及采煤工艺选择与安全开采研究

董永（大同煤矿集团有限责任公司安全管理监察局，山西 大同 037003）

井下采煤技术及采煤工艺选择与安全开采研究

董永
（大同煤矿集团有限责任公司安全管理监察局，山西 大同 037003）

煤炭安全开采是煤炭行业发展永恒的主题。首先对井下采煤技术及工艺进行了详细的介绍，并在此基础上分析了我国各类采煤技术及工艺的具体适用条件，说明了采煤技术及工艺的选择与安全开采的关系。

煤炭行业；采煤技术；采煤工艺；安全开采

由于我国井下采煤技术及工艺发展不平衡，煤炭开采受地质构造等条件影响，不同地区、井田、矿井或同一矿井的采区、采面布置都存在差异，因此，科学合理地选择并应用井下采煤技术及采煤工艺，对提升煤炭的开采效率，提高煤炭开采安全水平具有非常重要的意义。

1　井下采煤技术及采煤工艺分析

随着社会的发展与科技的进步，我国煤矿井下作业由最初的人工开采逐渐走向集约化、智能化及机械化的发展道路，采煤技术与工艺日渐成熟，煤矿开采效率稳步提升，安全生产水平逐渐提高。

1.1综合机械化采煤技术

综采技术即综合机械化采煤技术的简称，该类技术是指在采煤工作面中，无论是落煤、装煤还是运煤、空区处理等生产工序，都能够实现操作的连续机械化。在井下作业时采用综采技术，不仅能够使劳动强度得到大幅度的降低，提高单产，还能够增强井下作业的安全性。因此，截至目前，综采技术是我国所有采煤技术中最先进的一类技术，也是我国采煤工艺持续发展的重要方向，值得进一步的推广及应用。

1.2普通机械化采煤技术

普通机械化采煤技术即普采技术，是采用普通的传统机械方法来进行支柱支护、破煤、装煤及运煤等作业工序。利用普采技术进行采煤作业时，只需通过一道合并在一起的工序就可以完成落煤与装煤的工作，而进行顶板支护、煤炭运输及空区处理等作业工序时则采取类似炮采技术的操作流程。普采技术的应用方式主要有两种，一种是单滚筒采煤机；另一种是双滚筒采煤机。一般来讲，为了缩短采煤工作面缺口的长度、实现良好的装煤效果，有效提升采煤效率，通常会在工作面的下端安装单滚筒采煤机，而在工作面的两端安置双滚筒采煤机，这种布置方式也有利于加强对工作面的技术管理。此外，采煤机割煤也通过两种方式来完成，分别是单向割煤、双向割煤。在中厚煤层中利用单滚筒采煤机通常会采取单向割煤的方式，这种方式主要适用于顶板稳定、滚筒直径和采高接近的薄煤层中。

1.3连续采煤技术

连续采煤技术简称连采，即在采煤作业中利用连续采煤机的成套设备。在我国该类技术应用比较少，而美国、南非及澳大利亚等国家则较为广泛地应用该技术。在煤房工作面中应用连采技术进行破煤及装煤工序时就需使用连续采煤机，其次使用具有伸缩功能的输送机或者梭车来运煤，然后再使用锚杆来进行支护，最后用铲车来进行物料的搬运及工作面清理的工作。在采煤作业中应用连续采煤机，能够将掘进与开采这两道工序合并为一道工序，提高了作业效率。另外，在煤房中进行采煤作业，根据顶板的实际情况可以对其中部分煤柱进行合理的回收。

1.4爆破采煤技术

爆破采煤技术即炮采技术。一般来讲，炮采技术的应用流程如下：一爆破落煤。在这个环节中尽可能的缩减雷管以及炸药的数量，一定要保证爆破的精准性，均匀地破碎煤块，确保运送机、顶板及支柱不会遭受破坏，保证工作面的平直度；二装煤。爆破之后会在炮采工作面上留下一定数量的原煤，其中的一小部分会通过爆破的方式用运输机来装载，而剩余的大部分还是需要依靠人力来进行装载；三支护工作面，处理采空区。我国的煤矿开采中，部分工作面支护使用的是金属摩擦支柱和单体液压支柱。为了保证采煤作业安全正常的进行，及时处理采空区是非常重要的，目前我国煤矿开采中处理采空区普遍采用的方法就是全部垮落法。

该技术的主要特点是利用爆破方式来落煤，接着利用人工和机械分别来完成装煤及运煤工作，之后利用单体支柱来支护工作空间的顶板。而炮掘巷道则在爆破作业完成之后需要立即对工作面进行支护处理，然后出煤，重新下一轮打眼与装药。其中最重要的步骤就是炮眼的布置，光面爆破对炮眼眼距、装药量要求严格。

2　井下采煤技术及采煤工艺的选择

在选择井下采煤技术及工艺时，必须坚持经济、安全以及高回采率的原则，选择出最适合煤层实际状况的技术与工艺，减少资源的浪费，加强环保，降低工人的劳动强度，提升采煤效率。

2.1综采技术与工艺的适用条件

综采技术及工艺的优点是安全低耗、高产高效、劳动强度低以及劳动条件好。然而，综采设备的价格相对昂贵，而且只有在矿井生产系统良好、煤层赋存条件较好、操作及管理水平较高的条件下，综采技术及工艺才能发挥出其生产优势。根据目前我国的技术水平及综采生产经验来看，在煤层赋存比较稳定，顶部及底部的条件良好，构造比较简单，煤层倾角小于55°的条件下，可以应用综采技术及工艺。

2.2普采技术及工艺的适用条件

普采设备的价格相对便宜，对地质条件的变化具有较强的适应性，因此工作面搬迁比较容易。在地质构造较小、推进距离较短及形状不规则的工作面中，采用普采技术及工艺较为适合。此外，普采技术的操作比较容易掌握，因此，能够较为容易的组织生产。所以为精采细采，对于中小型工作面而言，就适用于普采技术及工艺的应用。

2.3连采技术及工艺的适用条件

连采技术及工艺具有安全性好、投资少、适应性强、出煤快、机械化程度高及效率高等优点，但是该技术的通风条件比较差，对煤炭资源的回收率也非常低。使用连续采煤机进行房柱式开采时，只能在具备较高要求的煤层地质条件下进行，具体条件如下：煤层较薄或者中厚，煤层构造简单，开采深度浅，开采的技术条件简单，煤质硬度应该保持中等硬度或者较强的硬度，煤层倾角在15°以内。一般来讲，在近水平的煤层中最适合采用连采技术及工艺，但由于这类煤层的采出率比较低，对近距离的煤层群开采不适用。根据近些年连采技术的实际应用情况来看，在大中型矿井开采中，适宜将连采技术及工艺作为辅助的采煤方法。

2.4炮采技术及工艺的适用条件

炮采技术及工艺的优点在于具有很强的适应性、较少的技术装备投资、简单的生产技术管理及易于掌握的操作技术等。然而，炮采技术及工艺的效率和单产都比较低，劳动条件也相对较差。我国相关的技术政策规定，在不具备适合机采的煤层条件中，可以采用炮采技术及工艺。目前，在我国地质构造较为复杂以及急倾斜的煤层中，炮采技术及工艺应用的较多。

3　井下采煤技术与采煤工艺选择与安全开采的关系

综采技术的应用，除在采煤工艺上较为先进外，其主要特点就是液压支架的应用，使顶板管理水平提高，安全系数增大。而且在破煤、装煤、运煤各环节机械化水平先进，可实现安全开采[1-5]。因此，综采技术比普采、连采、炮采技术更为先进，更为安全可靠。因此，在人们对安全要求愈来愈高的今天，要优先选择综采技术与工艺。

为了灵活适应各种煤层赋存条件，在选用普采、连采、炮采技术时，就要因地制宜，按照与自然条件相匹配的适用条件合理选择采煤技术与工艺，以实现高效、安全开采。

4　结束语

不同的煤层赋存条件下，井下采煤技术及工艺的选择使用也存在很大的差异。我国的矿区存在多种多样的煤层赋存条件，这就决定了我国的采煤技术及工艺也是多种多样的。近年来，井下采煤技术及工艺处于不断发展的状态中，生产技术指标得到了明显的改善，普采工作面的装备得到了快速的发展，综采工作面也逐渐面向电牵引、大功率及程序化发展。总之，要根据煤层的实际情况，科学合理的选择井下采煤技术及工艺，有效提高采煤效率，确保煤炭资源开采的安全性及有序性，实现煤炭行业的可持续发展。

[1]关忠华.论井下采煤生产技术及采煤方式的选择[J].河南科技,2014(2):42-43.

[2]宋卷英.煤矿井下采煤技术与采煤工艺分析[J].科技与生活,2013(1):191-175.

[3]陆积建.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].黑龙江科技信息,2014(24):47.

[4]闫天绪，杨小红，任红强.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].科技创新与应用,2015(4):80.

[5]王建合.井下采煤生产技术分析[J].中国科技投资，2013(22):109.

（编辑：武晓平）

Selection of Mining Technology and Process and Safe Mining

DONG Yong
(Coal Safety Management and Supervision Bureau,Datong Mine Coal Group,Datong 037003,China)

Safety of coal mining is an eternal subject in the development of coal industry.Mining technology and process were introduced in details.Then the specific applicable conditions for different technologies and process were analyzed to illustrate the relationship between the mining technology and process and the safe mining.

coal industry;mining technology;mining process;safe mining

TD823

A

1672-5050（2016）02-0035-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.011

2015-11-13

董永（1962-），男，山西忻州人，大学本科，工程师，从事煤矿安全管理工作。