浅谈井下采煤技术与采煤工艺的选择

浅谈井下采煤技术与采煤工艺的选择

吴斌

吴斌

（中国神华神东煤炭集团开拓准备中心，陕西，719315）

【摘要】煤矿是我国的重要能源之一，煤矿开采也成为我国重点发展项目。煤炭开采人员在开采煤炭的过程中，通常无法选用正确的采煤技术和采煤工艺，这在很大程度上破坏了矿区的生态平衡，降低了煤炭开采的数量，甚至引发矿难。本文介绍了采煤技术及采煤工艺，并提出了选择采煤技术和工艺所使用的依据，以期能促进我国采煤事业的发展

【关键词】井下采煤；技术；工艺；选择

引言

这些都是我国发展煤炭产业以及利用煤炭资源推动经济发展的基础。得益于科学技术的发展，采煤技术也在不断推进，但总的来说，我国的采煤技术仍然依循着传统的原理，因此，分析目前采煤所使用的技术以及工艺，探究如何根据具体的煤炭开采情况对这些技术以及工艺进行选择，是当前一个阶段所要进行的必要工作。

1．煤炭开采的主要形式

按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。

1.1壁式体系采煤法

壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其主要特点如下:在采煤工作面两端各布置至少一条巷道，构成完整的生产系统;采煤工序可分为破、装、运、支、处五个步骤，其中破煤和装煤可分别采用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机，运煤采用与工作面煤壁平行铺设的可弯曲刮板输送机，工作面工作空间的支护可采用自移式液压支架或单体液压支架，采空区处理则通常采用全部垮落法、全部充填或局部充填法;随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈。

1.2柱式体系采煤法

柱式体系采煤法有房式采煤法、房柱式采煤法和巷柱式采煤法三种类型。房式采煤法的特点是只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支撑上覆岩层，根据煤柱尺寸和形状可分为长条式、切块式等多种形式;房柱式采煤法的特点是房间留设不同形状的煤柱，采完煤房后有计划地回收这些煤柱;巷柱式采煤法的特点是在采区范围内，预先掘进大量巷道，将煤层切割成6×6～20×20m2的方形煤柱，然后有计划地回采这些煤柱，采空地带顶板任其自由垮落。柱式体系采煤法的优点是设备投资少，采掘实现合一，建设期短，出煤快;设备运转灵活，搬迁快;巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板;由于大部分为煤层巷道，故矸石量很少;矸石可在井下处理不外运，有利于环境保护;当地面要保护农田水利设施和建筑物时，采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低。

2．井下采煤技术及采煤工艺方式简析

2.1综采

综采技术或称综采工艺，指的就是指综合机械化煤炭开采技术或采煤工艺，具体来说，就是指采煤工作的方方面面，即所有生产工序的连续作业都采用了机械化的方式，采用了采煤的工艺系统，这是采煤技术及工艺的一个发展方向，并且在所有的发展方向中处于极其重要的地位。

2.1.1割煤。在采煤的整个过程当中，最重要的一个环节就是割煤，割煤这一环节包括了两个工序——破煤以及装煤，这一环节主要采用滚筒式的采煤机及刨煤机两种设备。在煤层顶底板有高低起伏和采高有变化的条件下，通常使用双滚筒的采煤机，而与之相较，刨煤机的性能就要差得多，不仅生产率低，而且不稳定，除了软煤层，刨煤机无法胜任其他情况的煤炭开采。

2.1.2运煤。经过割煤这一环节之后，就开始运煤，通过采煤机割下煤炭之后，就可以装入刮板输送机中，再经过桥式转载机、可伸缩的带式输送机等设备将煤炭运出综采工作面，一般来说，输送机的能力会比采煤机略大。

2.1.3工作面支护以及采空区处理。工作面一般采用以高压液体作为动力的液压支架，可以自行完成多种工序。对采空区的处理方法有很多种，通常情况下，成本较低，较为简单，相对可靠的全部跨落法会被用来处理采空区。

2.2普采

普采技术或者称普采工艺就是指普通的机械化采煤技术，就是运用采煤机来使破煤工序以及装煤工序同时完成，与综采的不同在于支护方面，这一工艺的支护工序是由人工来完成的，因此，普采技术需要更多的体力劳动，技术效果、经济效率、安全程度等方面要远低于综采，但由于人力劳动所占比例相对较大，因此这种技术的适应性要高于综采技术。

2.3炮采

炮采技术或炮采工艺就是爆破采煤技术，这一技术使用爆破的方法来落煤，装煤则使用体力劳动，到了运煤这一工序，则是使用机械化操作手段。这一技术一般适用于复杂的地质条件。关于炮采工艺的支护方面，主要有三种形式的布置方式——单柱、对柱和密集支柱。

2.4连采

连续采煤技术又称连采，是指用连续采煤机来完成煤房工作面的两道工序——破煤和装煤，运煤采用梭车或者可伸缩输送机，支护方面采用锚杆，物料搬运以及工作面的清理则使用铲车，连采这一技术从破煤、装煤到运煤以及支护等各个工序的作业都实现了机械化。

3．井下采煤技术及采煤工艺选择

3.1爆破采煤技术工艺的选择

在选用爆破采煤技术工艺时，煤炭开采人员必须严格根据国家的相关政策来对矿区的劳动条件和环境予以分析，如果矿区的环境无法实现机械开采，煤炭开采行业就可以利用爆破采煤技术工艺完成煤炭的开采工作。通常情况下，复杂的地质结构或者倾斜度较大的煤层可以采用爆破采煤技术工艺。

3.2普通采煤技术工艺的选择

虽然普通采煤技术工艺是未来煤炭开采技术的发展趋势，然而此种技术工艺的实施却要耗费大量的成本费用，因此煤炭企业在选择此工艺时，应当对该工艺所消耗的费用进行分析，努力寻找降低应用普通采煤技术工艺所耗费的资金。通常情况下可以购买相对便宜的成套开采设备。

3.3综合采煤技术工艺的选择

综采的机械化水平较高，因此在采煤的成本中，用于机械设备的费用较多，但与人工相比，机械化作业的能耗较低效率更高，生产更加安全，煤炭产出量也更大，这大大降低了煤矿工人的劳动强度，极大地改善了工人的劳动条件，因此，这种方式相比于其他几种技术来说，仍然具有它自身的优势。选择综采技术，还能够有效地改善矿井整体的生产系统和生产水平。在煤层赋存相对稳定，构造相对简单，顶和底的条件相对良好，并且煤层倾斜的角度不高于55°的条件下，比较适合选择综采技术来进行井下作业。

3.4连续采煤技术工艺的选择

煤炭开采人员在煤炭开采工作中，为了增加煤炭开采的数量，提高煤炭资源的回收率和再利用率，煤炭开采人员应当切实依据煤炭的倾角来选择采煤技术工艺，通常倾角小于15°时可以选用此工艺。

结语

井下采煤技术与采煤工艺是煤矿企业进行煤矿生产的关键，如何选择采煤技术和采煤工艺，使井下采煤安全高效地运作，使企业的经济效益达到最大化，是每个煤矿企业都无法回避的重要问题，这就需要认真分析每种采煤技术和采煤工艺的优点以及缺点，综合考察煤层的实际情况、设备的状况以及企业的成本承受能力，将采煤技术与实际情况相结合，依据环保、安全、高效的原则，才能选出实用性最强的工艺。从而推动我国煤矿开采的发展。

参考文献：

[1]樊心磊.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用[J].中国新技术新产品,2012,10

[2]张书卿.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用研究[J].科技传播,2012,20

[3]李保顺,李幸宇.井下采煤技术及采煤工艺的选择探讨[J].科技风,2014,06

[4]崔海军.浅谈井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].科技风,2013,08