浅谈采煤工艺与发展方向

黄浩

【摘 要】近些年来，随着相关开采技术的逐渐发展，我国煤矿产业虽取得不错的成绩，但煤炭开采依然受我国复杂的地质条件等综合因素的影响，出现了不同程度的开采难题。因此，我们研究了采煤工艺，因为煤炭开采工艺能解决开采过程中的许多难题。然后再对煤炭的发展方向，做了详细的介绍。

【关键词】采煤工艺;煤炭;发展方向

1 我国煤炭资源开采与利用现状

联合国《矿产业统计年鉴》资料显示，我国的煤炭资源在社会生产与生活中得到了广泛应用。时至如今，我国矿产资源储量中的煤炭资源依然许多。但令人堪忧的现状却不可避免的出现了，因为工业生产与人民生活对煤炭的需求逐年增加，我国煤炭开采量也越来越增加，以至于我国煤炭开采年限已大大缩短，只有50年了。而据我国2012年统计的煤炭利用情况，一次能源生产与在消费结构的比重，煤炭的利用率分为占到78.8%与69.1%。鉴于此现状，我们研究了煤矿开采工艺。因为开采工艺的是否安全化、效率化、流程化关乎着煤炭资源的开采进度，更对减少煤炭资源的浪费，提高煤炭资源的与开采率利用率、使用年限都有着至关重要的作用。

2 采煤工艺与技术

2.1 国际与国内采煤工艺的发展近年来，国际煤炭开采工艺与技术的提高，开 采设备也得到不断的更新换代。其技术特点是：新型电牵引采煤机总功率有了提升，高达1500-2000kW，设备也进行了改进，现在的电控系统以微型电子计算机为主导，同时提高了信息处理技术和传感技术水平，达到了机电一体化程度，牵引电机 功率高达90-110kW，最大牵引力超过了800kN，最大牵引速度大于30米/分，其设备生产能力也获得了大幅提升，超过了3000吨/小时，因此采煤率与经济效益大幅提高。我国煤炭资源分布不均、地质条件复杂性等综合性因素，造成了我国开采工艺的多元化，各地煤炭开采率的不均衡化。采煤方法有很多，大致划分为：炮采技术和机械化采煤，前者在我国煤炭开采技术相对落后时，应用比较广泛，优点成本相对低、施工相对简单，但是开采率、安全性不尽人意，因此，相对来说，这种方法开采煤炭，容易造成事故的发生。后者机械化采煤主要应用在发达国家，优点是采煤率高，经济效益高，安全性相对高。由于我国科技的发展，相关技术的大量引进，综合机械化采煤技术也取得了不错进展。什么是综合机械化采煤？这意味着从头到尾的采煤过程中的机械化率会非常高，超过95%。综合机械化采煤机械一般配件包括很多，有液压支架、采煤机、刮送机和胶带输送机等，其中发挥着关键作用的是采煤机和液压支架。采煤工艺有两种，即分柱式、壁。这两种不同的采煤方法，在采煤系统和回采工艺上有很大区别。

1.柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形，开采的工作面相对多，采出的煤炭与工作面方向呈垂直的角度运出煤炭。壁式采煤法的特点是工作面的两端巷道，一个作进缝合回风、运煤用，另一个作为76内蒙古石油化工2020年第7期运料用，采出的煤炭与煤壁方向平行，从而把煤炭在工作面运出。在我国煤矿资源开采利用方法中， 常用的是壁式采煤法。

2.壁式采煤法的突出特点是长工作面采煤，产量在国有重点煤矿中有相当大的比重，超过95%。开采技术与工艺随着开采煤层厚度和倾角的变化，而发生变化。如果是薄及中厚煤层，则采取煤层全厚一次采出办法，也就是正层开采。而假如是厚煤层，先把它划分几个中等厚度，然后再进行开采，这是分层开采，另外这种情况利用放顶煤整层开采办法也是可以的。这以上两种类型的开采方法，随着倾角的变化，根据采煤工作面推进方向，也可以称作是走向长壁开采与倾斜长壁开采办法。

3 采煤技术的發展方向与分析

3.1 采煤技术的发展方向

由于煤炭资源与开采深度的递增，地质条件的变化，那么开采空间将会发生变化，即陆地向海洋的转变，这是必然转变的趋势。近几年来，龙口矿区进行了海下采煤，北皂煤矿海域H2303工作面进入初步回采阶段，因此，我国海下采煤的第七个工作面也会步入投产阶段。据相关数据显示，北皂煤矿的海下煤炭开采量总计已达到500万吨。但由于我国有的煤矿开采深度的不断加深，将会超过1000m。基于开采深度的加深，因此，我国地下水、瓦斯、高地应力、地质构造等综合开采条件变得复杂，我国开采环境将会陷入困境，因此开采难度会显著提高，安全系数也会降低。所以为了缓解这种现状，我国开采方向一定要转变，才能适应不断变化且复杂的开采条件，即向实行自动化、无人工作面井下开采的方向发展。所以，我国开采煤炭技术也需相应的改进，即需广泛应用煤炭地下气化技术。其采煤方法相对特殊，在投资、安全性、时间、经济效益等方面具有优势。因此，在我国复杂的地质条件，以及煤质差和“三下”压煤严重的矿区可以很好利用此采煤方法。

3.2 采煤技术发展方向的特色

现代化采煤工艺在进行技术突破的同时，要对采煤工艺进行深层次挖掘，使 采煤工艺变得多样化，另外要基于我国煤矿生产现状来发展，并凸显我国特色。

（1）提高机械化开采程度和开采率，提高我国应对煤田复杂地质条件能力，其相关的巷道掘进与支护技术、开采设备也需要进行改进提高。最后，在薄及中厚煤层中普及刨煤机、螺旋钻采煤机等先进的设备，设立无人工作面。

（2）提高治理矿井灾害治理和灾害预测能力，尤其是提高煤矿瓦斯、火灾、水灾的处理技术。

（3）深层次研究并改进深井开采技术，以应对高应力、高地温、高岩溶承压水与 强烈的开采扰动这样类似的特殊环境。即需要加大对深井巷道和采场的支护、瓦斯突出、地温异常问题的研究。

（4）进行科学、绿色开采，以矸石再次利用，充填开采等手段，从而减少开采浪费，提高开采的科学化、绿色化，以方便后期再次开采。

（5）加大研究煤与煤层气双能源共采技术的进度，改进洁净煤技术，提高煤炭资源的综合利用率。

（6）加强对井下热能技术的重视，使热风、热水这样的热害变为可利用能源，从而提取热能，方便煤炭 生产，提高煤炭开采安全性。

4 结语：

总结以上论述，采煤工艺的趋势必将是实现科学化开采，因为我国煤炭资源使用年限不断减少、开采的地质条件不断复杂等现状，所以要实行科学化开采。另外，我国煤炭开采方向也会随之改变，即基于相关电子信息技术、自动化技术等综合条件的成熟，我国煤炭开采方向向实现机电一体化、自动化开采、局部到全面的监控监测等方面技术发展。只有煤炭开采技术发展了，我国煤矿企业的生产安全性与经济效益才会得到保障，而我国的经济也能得到快速发展。

参考文献：

[1]赵学文，中国的采煤技术的现状与发展趋势

[2]曹代勇，景玉龙，邱广忠等.中国的含煤岩系变形分区[J].煤炭学报，1998，

[3]马施民，杨雯，等.我国含煤地层区划的再认识[J].煤炭科学技术，2013.

[4]高加林.淮南煤田地质构造特征及其演化研究[D].淮南安徽理工大学，2018.

（作者单位：黑龙江科技大学）