浅谈采煤方法的选择

蔡国彬

摘要：采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。该文介绍了采煤技术的发展、采煤工作的现状及目前采煤工作中存在的问题；对单一走向长壁采煤法，采煤工艺、倾斜长壁采煤法以及放顶煤采煤技术进行了论述；提出了采煤方法的选择原则以及具体措施。

关键词：采煤方法；综采；放顶煤

一、概述

中国是世界煤炭资源最丰富的国家之一，据不完全统计，我国煤炭探明储量在9000亿t以上，含煤面积55万余km2，而且煤种齐全，我国一次性能源消费结构中，煤炭占75%以上，从煤中可以提取200多种产品，因此煤炭工业发展的快慢，将直接关系到国计民生和我国的社会主义经济建设。新中国成立后，原煤产量飞速增长，到2005年原煤产量已达30多亿，居世界首位。近几年来，由于对采煤方法进行了改革，以及更新了一批现代化采煤设备，已使一大批煤矿跨入了现代化高产高效煤矿的行列。

二、各种开采方法特点及适用条件

（一）单一走向长壁采煤法采煤工艺

目前，我国长壁采煤工作面有炮采、普采和综采三种采煤工艺。

1.炮采

炮采即爆破采煤工艺，其特点是爆破落煤，爆破后人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。我国炮采工艺经历了三个主要发展阶段：建国初期，推行长壁采煤工艺，工作面采用拆移式刮板输送机运煤，木支柱支护顶板；20世纪60年代中期开始，采用能力较大，能整体前移的可弯曲刮板输送机运煤。用摩擦式金属支柱和铰接顶梁支护顶板，使工作面单产和效率有了较大提高；进入20世纪80年代，炮采工作面装备的技术手段更新速度加快，用防炮崩单体液压支柱代替了摩擦式金属支柱，工作空间得到有效控制，而且工作面输送机装上铲煤板和挡煤板，减轻工人的体力劳动。爆破采煤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、人工支护和回柱放顶等主要工序。

2.普通机械化采煤工艺

普通机械化采煤工艺，简称“普采”，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一般位于工作面下端头，这样可缩短工作面下缺口的长度，使货量不通过机体下方，装煤效果好。双滚筒采煤机解决了工作面两头做缺口的工作量，有利于工作面技术管理。采煤机有单向和双向两种割煤方式。双向割煤，往返进两刀。中厚煤层单滚筒采煤机常采用单向割煤，往返进一刀，它适合于采高在1.5m以下的薄煤层，滚筒直径接近采高、顶板较稳定，煤层粘顶性不强等条件。

3.综采

综采即综合机械化采煤工艺，即破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化，因此，综采是目前我国最先进的采煤工艺。

（二）倾斜长壁采煤法

倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相比，主要是采煤工作面及两巷的布置不同，并取消了采区上（下）山的巷道，倾斜长壁采煤法，在一定的地质开采技术条件下，技术效益比较显著。

1.矿压显现及支护特点：对于仰斜工作面，由于倾角的影响，顶板将产生向采空区方向的分力，在此分力作用下，顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动，使顶板岩层产生拉力作用。

2.采煤工艺特点：仰斜开采时，水可以自动流向采空区，工作面无积水，劳动条件好，当煤层倾角<10°左右时，采煤机及输送机工作稳定性尚好，如倾角较大则截煤效果达不到理想状态。

3.适用条件：按目前的设备条件，倾斜长壁采煤法主要适用倾角在12°左右，目前矿井应用较少，对于倾斜和斜交断层较多的区域，能大致划分成较为规则分带的情况下，也可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。

（三）放顶煤采煤法

放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中，沿煤层底部布置一采高2～3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的作用辅以人工松动方法，使支架上方顶煤破碎后由支架后方放出。放顶煤有许多的优点：比如降低成本，提高效率等，它主要适用于煤层厚度在6m以上，顶煤厚度过小易发生超前冒顶。顶煤破碎主要依靠顶板岩层的压力，其次是反复支撑作用。因此，煤的坚固性系数一般应小于3，且适用于倾角不太大的煤层。缺点是资源回收率低。

三、开采方法的选择

采煤方法的选择必须坚持安全、经济、回采率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上，应大力提高煤炭的回采率，根据具体煤层的条件以及它所适应的最合理的开采方法，减少资源浪费，减轻工人的体力劳动，加强环保。归纳起来有以下几点：

1.煤层比较理想。地质条件比较好的煤田中应大力提倡综采。

2.对于煤层比较理想，顶板破碎的情况可采用放顶煤开采技术。

3.对于煤层块段储量不大，地质条件复杂，工作面搬家次數较多的工作面易采用普通机械化采煤方法。如矿井进入后期开采，工作面搬家次数较多，基本采用普通机械化采煤方法。

4.对边角煤层块段，地质构造区域内的煤柱，在保证安全、回收资源的前提下只能采用炮采方式。

四、结束语

煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异。我国煤层赋存条件多种多样，目前国有重点煤矿缓斜、倾斜和急斜煤层可采储量分别占86.3%，10.1%和3.6%；这些特点决定了我国采煤方法必然是多种多样的。