浅谈井下采煤技术及采煤工艺选择

浅谈井下采煤技术及采煤工艺选择

林珍锋

（山西华晋明珠煤业有限责任公司，山西临汾042200）

摘要：本文对井下采煤生产技术、煤矿企业的采煤工艺选择方法进行了分析，然后通过一定的对比，选择科学合理的采煤技术以及采煤工艺，提升采煤工作效率，推动煤矿开采业的发展。

关键词：井下采煤；生产技术；采煤工艺；选择

前言

随着社会经济的快速增长，科技水平不断提高，井下采煤工程作为煤矿开采事业的一部分，跟随时代潮流，在开采过程中逐渐引入新技术、新工艺。

1井下采煤技术

1.1硬厚顶煤控制技术

在井下采煤作业中，硬厚顶煤控制技术主要应用与开发埋深浅、支撑压力小的硬厚顶煤生产环境，而其能够得到广泛应用的主要原因是此种控制技术处理速度较快，并且可以及时解决该环境中对采煤造成影响的因素。对于硬厚顶煤控制技术，其是顶煤深孔预先爆破技术和顶煤深孔预先爆破技术两种技术的结合体，将此控制技术应用于硬厚顶煤生产环境，可以随采随冒，进而全面提升煤矿资源的回收率，对采煤企业的发展具有一定的积极作用。

1.2硬顶板控制技术

对于硬顶板控制技术，其目前已广泛应用于地压较小的生产环境中，并利用岩石倾斜深孔爆破以及压裂等方式，对硬顶板进行有效的处理。此外，通过比较此控制技术与硬厚顶煤控制技术，会发现这两种控制技术存在一定的相似性，所以，这两种控制技术的应用都可以实现随采随冒的目的。对于硬顶板控制技术，其主要是通过步距垮落方式对煤矿资源进行回收利用，并确保采煤作业地面其他相关设施的安全。此外，因硬顶板控制技术具有多重功能性，使其在我国井下采煤工作中得到了广泛的应用，同时还是应用最为广泛的采煤技术。

1.3放顶煤开采技术

对于放顶煤开采工艺，其是回采施工工艺的一种，且其在煤矿井下开采作业中起到辅助的作用，同时还可以较好的定位煤矿井下开采工作。通过对放顶煤开采技术进行合理的利用，可优化煤矿井下开采施工工序，并最大限度的提高煤矿开采速度以及作业质量，目前已成为煤矿井下开采重要技术之一。但如果在煤层平均厚度小于4m、采放比大于1：3、采区或工作面回采率无法满足矿井设计规定要求、煤层有煤和瓦斯危险以及矿井水文地质条件较为复杂、在完成采放作业后可能与地表水和强含水层导通等因素时，严禁采用放顶煤开采技术进行开采。

2井下采煤技术的优化应用策略探究

（1）在进行井下采煤技术优化工作时，要从多个层面进行，并在结合煤矿实际情况，慎重的选择采煤技术；其中，水采技术对于井下采煤作业来说，具有非常重要的作用，此技术在20世纪50年代就已经得到了广泛的运用。对于水采技术，其技术原理主要是通过借助水力进行煤矿井下作业的采、运、提等作业，通过运用此开采技术，不需要对采掘作业面进行支护，这大大简化了采煤作业工序。此外，通过运用水采技术，能够大大提高机械化程度，有效节约了人力资源，且还可以最大限度的降低开采过程中的煤尘出量，并保证开采作业的安全。

（2）对于井下采煤锚杆支护技术，该技术的运用可以大大提升采煤作业效率，同时，在井下采煤作业中运用此技术，还可与采煤设备相匹配，进而提高采煤作业效率，并确保了采煤作业的安全性。此外，井下硬顶板控制采煤技术也是非常重要的，优化该控制技术可促进采煤作业效率的提高。井下硬顶板控制采煤技术是利用岩层定向水力和压力，对倾斜深孔爆破和压裂进行妥善的处理，进而全面提高煤矿开采回收率。

（3）在目前的煤矿作业中，井下采煤技术中的炮采技术是最为常见的，也是运用较为广泛的技术，其具体作业步骤为：a.进行打眼和落煤、人工装煤工作；b.进行机械化运输以及采煤作业面的支护工作；c.对采空区进行适当的处理。该技术应用优势在于其能够在地质较为复杂的地区使用，且在使用过程中，只需要有效控制爆破参数，就可达到预期效果。

（4）在优化井下采煤技术时，还需加强对安全技术的管理。在井下采煤作业中，安全生产是最需要重视的重要问题，所以，只要确保安全生产，就可以保证井下作业人员的人身安全，同时还能避免因安全事故的发生而导致的不可挽回的经济损失以及社会影响。而要想实现上述目的，在煤矿生产过程中，需结合先进的管理技术与安全生产，并严格依据相关规定进行作业，进而确保开采技术的科学合理性，并提高开采作业效率。

3井下采煤工艺的选择问题研究

3.1炮采工艺

炮采工艺就是通过爆破的方法来进行煤矿的开采作业，并以人工的方式进行装煤作业，最后通过皮带进行运输，以及采用单体支柱达到支撑空间顶板的目的。对于炮采工艺的应用，其最大的缺陷就是在完成爆破作业之后无法及时处理开采空区。此外，在应用炮采工艺时，炮眼的安置是最关键的环节，其通常有以下五种安置方式，具体如图1。

3.2普通机械化采煤工艺

普通机械化采煤工艺即为采用最传统的、最普通的机械方式进行破煤、装载、运输运送、单体支柱支护的采煤工艺。此采煤工艺主要特征是通过机械采煤的方式将落煤与装煤结合成一道工序来完成。而对于其他采煤流程，例如运输、顶板支护以及空区处理等，都类似于炮采工艺。现阶段，普通采煤工艺采用的主要有单滚筒采煤机和双滚筒采煤机两种机械。此外，为了提升采煤作业效率，减短工作面下端口长度，通常在工作面下端安置单筒采煤机器。对于双滚筒采煤机，其主要放置在工作面两端，这样不仅可以承担一定的工作量，还可便于管理工作面采煤技术。

3.3综合机械化采煤工艺

对于综合机械化采煤工艺，其又被称为综采工艺，其是一种通过采用双滚筒的采煤机或刨煤机进行落煤、装煤作业，然后使用可弯曲的刮板进行煤矿的运输，最后进行自移式液压支护采矿的工艺。目前，落煤、装煤、运输、支护、空区处理都已实现机械化。此外，因综合机械化采煤工艺具有劳动强度小。生产安全性能高的特征，使得其成为现阶段最值得大力推广的先进生产工艺。

3.4连采工艺

对于连采工艺，其主要使用采煤机进行开采、破煤和装煤作业，并使用可伸缩运输机或梭车进行运煤作业，然后采用锚杆进行顶板支护作业，最后通过铲车搬运与清理工作面物料等，上述步骤为整个连采工艺作业流程，且目前这些程序都已实现了机械化操作。对于连采工艺的运用，其最主要的特征是通过5～7m的煤房将等待开采的煤层分割为正方形或长方形状的煤柱，然后再使用挖掘与开采结合的方式，进行煤房掘进与煤柱回收作业。一般情况下，2～5个煤房需交替进行挖掘，然后将区段内的煤房全面挖掘完之后，再使用采煤机来回收煤柱。

4采煤工艺的选择

4.1适用于炮采工艺的条件

对于井下采煤炮采工艺，其管理较为简单，装备价格也相对便宜，且具有较强的适应性，极易掌握其具体操作，但单产与效率都较低。此外，对于不适合机械化开采的煤层，也可选用炮采方式。

4.2适于采用普采工艺的条件

相比于综采工艺，普采工艺设备比较便宜，只有综采工艺设备价格的1/4，但其实际产量却可以达到综采工艺产量的1/3或是一半。同时，相比于综采工艺，普采工艺对地质条件的适应性较强，且对工作面的搬迁也较为容易一些。此外，对于一些距离较短、形状不规则的、地质结构较小的工作面，综采工艺一般很难发挥出此工艺优势，而运用普采工艺可取得良好的效果。除了上述优势之外，普采技术设备操作较为简单，且组织生产也比较容易，因此，普采工艺仍是我国中小型煤矿机械化开采中广泛使用的工艺之一。

4.3适用于综采工艺的条件

在煤矿开采过程中，煤矿综采工艺具有高产、高效、低耗、劳动强度小、安全性能高等特征，但综采工艺设备的价格较为昂贵，在地质较好的煤层中可充分发挥其优势，但其对管理水平以及生产操作的要求较高。根据我国已有的技术水平和开采经验，对于稳定性好、底板和顶板条件良好、构造简单，且煤层倾斜小于55°的煤层的开采，可以使用综采工艺，并可取得较好的效果。

4.4适用于连采工艺的条件

对于连采工艺，其主要特点是投资较少、效率较高、出煤较快、适应性较强、安全性能较高且机械化程度较高。但除了上述优势之外，其还具有回采效率低且通风条件较差等缺陷，同时，且环境特征也只优于炮采工艺。在煤矿开采过程中，连采工艺对煤层地质条件要求较高，所以，此开采工艺一般在构造简单、开采深度较浅的矿产中运用。

5结语

综上所述，井下采煤技术的应用以及采煤工艺的合理选择对于井下采煤作业来说，具有非常重要的意义。在进行煤矿井下开采作业之前，要对井下煤层实际状况以及开采条件进行全面的考察，之后以此为依据选择合理的采煤技术与采煤工艺，确保煤炭开采质量，促进煤矿企业的合理化发展。

参考文献：

[1]乔颖．井下采煤技术与采煤工艺的选择应用[J]．山西煤炭管理干部学院学报，2012（4）

[2]盛中涌．浅析井下采煤技术及采煤工艺的选择[J]．中国高新技术企业，2013（14）