浅谈煤矿采煤工艺技术优化

王艺蒙

（黑龙江科技大学，黑龙江 哈尔滨150000）

国家经济能否不断的发展与煤炭资源是否能够合理的开采和利用有着必然联系，而煤矿企业的经济发展又取决于煤矿采煤工艺技术的水平。但是，我国的采煤工艺技术水平还有待提高，所以，为了社会经济发展的需求，我们必须要大力改善煤矿采煤工艺技术，并且，要根据不同的地质环境和采煤条件来选取最合理的采煤工艺技术，这样才能最大化提高采煤效率。

1 采煤工艺技术

1.1 综合机械化采煤工艺。综合机械化采煤工艺简称“综采”，它是一种生产工序和过程机械率达到95%以上的开采方式。由于基本实现了机械化，所以，该工艺有效率高、安全性高和减少了劳动力等特点。除了一些井田范围内断层、褶曲密集,局部地段煤层出现反倾,倾角达到40°- 50°，制约着综合机械化采煤工艺水平的发挥,甚至无法采用综采工艺外，一般条件下，综合机械化采煤工艺将成为未来煤矿采煤工艺的主要发展方向和采用方式。而综采的技术核心主要有两大方面：一是割煤，二是运煤。

（1）割煤：其主要的工序有两道，即破煤和装煤。运用最为普遍的割煤机有两种，一是刨煤机，二是滚筒式采煤机。刨煤机集“采、装、运”功能于一身，配备自动化控制系统，能够实现无人操控工作，且具有结构简单、易于检修和成本较低等特点，但对地质条件适应能力不够强。在综合机械化采煤工艺中常使用双滚筒式采煤机，前滚筒和后滚筒在任何状态下都具备割煤的能力，而且滚筒螺旋叶片有旋转抛掷的作用，所以其工作效率高，在高效地割下煤炭的同时，还能够直接将其装入输送机中。（2）运煤：其过程也由两个工艺组成，一是从工作面将切割下来的煤炭运输出来，二是将煤炭从综采工作面运输出来。在工作面工作状况中，液压支架是其动力，也是起到对工作面顶板支撑的作用，在工作面支护方面，分为两类：一是及时支护，二是滞后支护，及时支护的优点是利于行人、运料和通风，而缺点是加大了控顶距宽度，不利于控制顶板。滞后支护的优点在于控顶距较小，能适应周期来压及直接顶稳定性好的顶板，而缺点是不适合用于直接顶稳定性较差的情况。

1.2 深矿井开采工艺技术。深矿井开采主要面对问题有：地压大、地温高和瓦斯含量高等。所以，深矿井开采工艺技术的关键是有效合理的处理好冲击地压、矿压、通风降温、瓦斯爆炸和井巷布置等问题。在深矿井开采过程中，还要处理好矸石问题，合理利用矸石可以有效控制污染程度，还可以节省填充材料，这样不仅提高了开采效率，还减少了开采成本。在采煤技术的优化过程中，还要考虑设备的创新发展，因为只有不断地更新设备，才能提高采煤工作效率，同时也会从一定程度上起到降低损失与浪费的作用。在不同的地质构造条件下，要使用不同的开采设备，如顶板坚硬，周期来压明显的情况要使用支撑式支架，厚煤层采用一次采全高的开采方法时，要考虑采煤机和液压支架的选型。

2 采煤工艺技术选取原则

在煤矿开采过程中，选取采煤工艺技术的主要原则：一是回采率高，二是经济安全。在充分考虑煤层开采条件下，尽量减少资源浪费。

2.1 使用综采工艺技术的工作条件。采用综合开采工艺技术的主要优点有：开采过程安全、产量高、效率高等。缺点主要是成本较高。所以，该技术的使用条件是：具有较高的管理水平、良好的煤层地质条件等。

2.2 使用普通开采工艺技术的工作条件。该工艺技术的主要优点是相比综采成本较低，所使用的设备的价格较低，但相应的煤炭产量降低。该工艺技术适用于地质条件较为复杂的情况，对地质条件变化的适应能力较好，同时采用该技术时，操作技术简单易掌握，因此，该工艺技术广泛应用于小型矿井中。

2.3 使用炮采工艺技术的工作条件。该工艺技术的主要优点是投资较小、适应性好和易于掌握操作。但是该工艺技术还存在生产效率低下和工人工作环境差等的缺点。该工艺技术适用于地质构造较为复杂的煤层和急倾斜煤层。

3 采煤工艺技术优化

3.1 采煤工艺技术的优化原则。通过改善优化采煤工艺技术，要能够提高煤矿开采的安全性，并将其作为首要工作，坚持以人为本，其次效率方面，要能够增加煤炭的采出率，只有增加了采出率才能有效提高煤炭企业的经济效益，进而才能保证煤炭行业得到更好的发展。

3.2 地面技术的优化。地面技术是指在煤炭开采过程中，通过有效合理的工艺方法对建筑物和危岩地面进行保护，使其得到有效的控制，将损害程度降到最低。在实施该技术时，要保证对当地矿区地质环境、建筑物特征及其相关的保护政策足够了解。在采煤过程中，走向和倾斜长壁冒落现象经常出现，在一定程度上影响了矿区建筑物的稳定，而且会发生一些地质问题，如滑坡和崩塌等，所以要对其结构特点进行具体的分析，加大保护力度。

3.3 井下煤层采煤工艺技术优化。由于井下多发生地质灾害问题，要想提高采煤工作的安全性，就不能够采用单一的地面技术来处理，需要配合井下采煤工艺，加强运用综合性的开采工艺技术以提高开采质量和采煤工作效率。在井下煤层采煤工艺技术中，主要包括有：（1）充填法采煤工艺技术：合理有效地采用充填法采煤工艺技术，能够很好的解决矿区地表产生的沉降问题，在采用该技术的基础上，对收集的相关数据加以深入分析，加强填充煤矿采空区域的应用，也可以大大提高煤炭开采工作的安全性。其就地取材这一优势也得以体现，也能够更好的提高煤矿采煤回采率。（2）条带法采煤工艺技术：该工艺能够有效地控制矿区覆岩层和地表沉陷问题。对于运用这种采煤工艺技术来说，最关键就是要在矿区预留一些条带煤柱区域，这样能够使煤炭开采和生产更加方便。此外，在矿区中瓦斯含量相对较高的地方，采用条带法采煤工艺还能提高煤矿掘进率和采煤回采率，进而实现煤矿开采规模化的目标。（3）走向长壁后退式协调采煤工艺技术：在煤矿开采过程中，在灰岩陡崖的地方常常出现采空区，而采空区经常出现倾斜的现象。该工艺可以有效解决采空区倾斜坍塌问题，提高采煤工作的安全性。此外，在瓦斯含量相对较高的矿井中也可以采用该方法以更加安全的工作。（4）倾斜长壁协调采煤工艺技术：该工艺多用于采掘区不规则的情况下，当煤矿开采瓦斯含量较高时，可采用仰采的形式，当煤矿含水量较大时，可采用附采的形式。所以，该方法能够很好的提高煤炭开采工作的安全性。

3.4 工作面保水采煤工艺技术。井下煤矿采掘工作过程中，有很多煤矿会出现涌水的地质问题，引用保水采煤工艺，设置隔水层，可以很好的解决排水工作。在采用该工艺之前，必须对采煤充水的条件和矿井实际涌水量进行全面分析。

（1）条带法采煤工艺技术：该采煤工艺技术在覆岩危害较多的矿区有很好的适用性。条带法可以有效的控制矿区上覆岩层与地面沉陷，所以，该方法可以保护矿区水体和矿区建筑物。（2）充填法采煤工艺技术：即可以回收矿区产生的固体废弃物，并按照一定比例将粘结剂添加进去，进行采空区的填充，对工作面的空隙进行堵塞，从而解决地下水渗漏的问题。但是，这种采煤工艺技术的缺点是成本较高，而且矿区的周围自然环境是一项重要的影响因素，因此该方法的应用范围较小。（3）长壁综合机械法放顶煤采煤工艺技术：当矿区煤层比较厚的情况下，采用该方法可以很好的提高采煤效率，而且可以减少出现地面沉降和瓦斯灾害的现象，确保提高煤矿开采过程中的安全性。采用该方法可以更好的处理围岩破裂的问题，防止井下渗水或涌水的发生，对煤矿矿区的隔水层实施有效的保护，从而提高了保水采煤的效果。（4）短壁综合机械采煤工艺技术：该技术可以划分成三种，分别是：房式、房柱式以及巷柱式，主要应用在矿区采煤量较少的区域。该技术虽然可以保证隔水层不受破坏，但是，采用该技术的成本较高而且采出率较低，所以，该方法对大部分采煤区域不适用。

总之，在煤矿开采过程中，煤炭企业要按照当地煤矿的具体情况去大力优化采煤工艺技术，合理高效地解决煤矿开采过程中所遇到的各种问题，这样才能保证煤炭生产的质量和效率，提高煤矿开采的安全性，才能促进煤炭行业蓬勃发展，才能使国家经济持续发展，社会不断进步。