浅谈我国采煤技术

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。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发力强、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。下面本文主要论述了我国采煤技术的发展状况，并对采煤的方法特点和适用条件进行了简单的阐述。

关键词：采煤技术；方法；工艺

1.我国采矿生产技术的发展情况

中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一, 截止2002年底, 我国已探明的保有煤炭储量在10000亿t以上, 而且煤种齐全, 为我国发展煤炭工业提供了必要的基础条件。新中国成立以来, 我国煤炭工业得到了迅速发展, 逐步革新了落后的回采工艺, 分别于60年代和70年代研制和推行了普通机械化和综合机械化的采煤设备与工艺, 采煤机械化水平有了较大的提高。20世纪80年代, 我国采煤机械化进入全新的发展阶段, 应用推广了连采技术及装备;普通机械化工作面的装备进行了全面的更新换代,采用了无链牵引双滚筒采煤机, 双速、侧卸、封底式刮板输送机以及型长钢梁支护顶板等新设备和新工艺; 综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展, 煤矿生产技术水平大幅提高。

2.采煤工艺分类

由于煤层的自然条件和采用的机械不同， 完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序上、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。根据采煤工艺系统中的采与控的特征，以及分层开采的特征，可以对采煤工艺进行以下几种分类：

2.1 按破煤方法与动力介质分类

按破煤方法与动力介质分类，采煤工艺通常可以分为三类：旱采采煤工艺、水力采煤工艺和气化与液化采煤工艺。旱采采煤工艺主要包括以机械落煤和爆破落煤的采煤工艺。随着煤层地下开采技术的发展、采掘运设备装备水平和管理水平的提高，不同煤层赋存条件下的各种旱采采煤方法及工艺均得到了进一步发展，积累了不少成功的生产实践经验。水力采煤是利用水枪向射流破煤， 借助于一定的坡度使碎煤随水从采垛（ 采面） 中流出，沿巷道以“ 无压水力运输”方法运输到煤水仓中，再由井底煤水仓用煤浆泵把煤与水混合而成的煤浆提升到地面。水力采煤使一般机械化采煤的多工序、多环节的生产过程得到了简化。水力采煤工作面的通风条件较差，通常都是利用老塘窜风的方法进行通风，因而对沼气含量大的矿井或采区，必须经过抽放和卸释处理，才能采用水采工艺系统。此外，煤损大，电耗高。但它具有流程单一，设备简单，劳动强度低，效率高，安全性好等优点。气化与液化采煤工艺是指在煤层赋存地点（ 地下） 直接获得可燃气体的过程。即在地下将固态矿物通过热化学过程变为气态燃料，由钻孔排到地面，供给用户。由此可见这是一种特殊的新采煤工艺方法。

2.2 按破、控设备类型分类

按破、控设备类型分类，采煤工艺通常可以分为机械化采煤工艺和炮采采煤工艺。机械化采煤工艺主要包括普通机械化采煤工艺、高档普通机械化采煤工艺和综合机械化采煤工艺。普通机械化采煤其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护及采空区处理与炮采工艺基本相同。高档普通机械化采煤是在普采的基础上，把摩擦式单体金属支柱改为单体液压支柱而成的。由于摩擦式单体金属支柱在支撑时依靠斜铁人力支撑（ 后曾用支撑器） ，费时费力，初撑力达不到要求；工作阻力只能是增阻式，不是恒阻式；回柱时要人工用大锤操作，费力而极不安全。单体液压支柱改善了摩擦单体金属支柱的上述缺点，使采煤工作面的煤产量得到提高。综合机械化采煤是指采煤工作面全部生产过程，包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理及回采巷道运输、掘进等全部机械化。炮采采煤工艺过程包括打眼、放炮、落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运输、移置输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。由于炮采工艺采用的设备简单，因而对复杂地质条件适用性较强。

2.3 按控制顶板方法分类

按控制顶板方法分类， 采煤工艺可分为垮落法采煤工艺和充填法采煤工艺。垮落法采煤是指随着工作面回采推进， 让采空区的顶板垮落下来的采煤工艺。充填法采煤是指利用砂子、碎石或炉渣等材料充填采空区，借以支撑围岩，防止或减少围岩垮落和变形。充填法采煤可分为四种，即自溜充填、机械充填、风力充填和水力充填。与垮落法相比，充填法开采引起的岩层移动及地表下沉量小；回采工作面顶板压力小；如充填致密，采空区内一般不会引起自然火灾；采煤工作面空气湿润，煤尘少，可减少煤尘危害。

2.4 按分层开采方法分类

按分层开采方法， 采煤工艺可分为分层开采采煤工艺和整层开采采煤工艺。分层采煤方法是在一个区段范围内，采完一个分层，顶板垮落稳定后，再掘进区段平巷开采下一个分层的采煤方法。传统的分层开采方法不但掘进量大，接替紧张，分层巷道在区段煤柱支承压力影响下受多次反复采动，使维护困难，且易导致发火；此外，为了增加顶板的再生程度，需加长分层开采的间隔时间，但假顶材料易腐蚀而降低强度，有些矿区要开掘集中巷则费用更大。整层开采采煤工艺主要包括大采高采煤工艺和放顶煤采煤工艺。大采高整层综采是对3.5～6.0m 厚的煤层一次采全高的开采方法，有生产能力大、单产高、巷道布置简单、巷道掘进量和维护量小、工效高、采出率高、含矸少等优点。大采高综采目前已经成为我国厚煤层采煤的主要发展方向之一，是厚煤层矿区实现高效集约化生产的重要途径，是开采3.5～6.0m 煤层很有发展潜力的一种开采方法。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。放顶煤开采大大提高了产量和效益，也缓和了煤矿生产的部分自然灾害威胁问题。由于综放开采在工作面增加了一部后部输送机和支架的放煤机构，导致综放工作面管理难度加大，循环工序增加，这使得综放工作面的单产受到一定的限制。近年来，由于我国放顶煤技术的发展， 在6～8m 以上的厚煤层在一定程度上取代了分层开采。

3.采煤工艺选择

采煤工艺的选择必须坚持安全、经济、煤炭采出率高的基本原则，并结合煤层赋存情况、开采技术条件、设备供应状况，管理水平等因素，进行综合技术经济比较后确定。由于我国国情和煤田地质的复杂性，决定我国煤矿技术装备是多层次的， 在今后相当长的时期内必将是几种采煤工艺方式并存。

3.1 适于采用综采工艺的条件

综采工艺具有高产、高效、安全、低耗及劳动条件好、劳动强度小的优点。2005 年，神东煤炭分公司依靠先进的综采采煤技术及装备创造了日产8.69 万t，月产1.06Mt，年产10.64Mt，为全国之冠。但是综采设备价格昂贵，综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统，较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。根据我国综采生产的经验和目前的技术水平，综采适用于以下条件:煤层的赋存较稳定，构造较简单，顶、底条件良好，煤层倾角在55°以下。

3.2 适于采用普采工艺的条件

普采设备价格便宜， 一套普采设备只相当于一套综采设备的1/4，而产量可达到综采产量的1/3~1/2。而且普采对地质变化条件适应性比综采强，工作面搬迁容易。对推进距离短，形状不规则、小的地质构造较发育的工作面， 综采的优势难以发挥， 而采用普采则可取得较好的效果。而且，普采操作技术易于掌握，组织生产比较容易。因此，__________普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。

3.3 适于采用炮采工艺的条件

炮采工艺具有技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，生产技术管理比较简单等优点，但是其单产和效率低，劳动条件差，根据我国的技术政策，凡条件不适于机采的煤层，可采用炮采工艺。目前，我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。

结束语

采煤工艺是煤矿生产的中心,煤矿企业生产指标的优劣,除资源条件外,主要决定于所采用工艺的适用性和先进性。因此,采煤工艺的选择必须坚持高产、高效、高安全及煤炭高回采率的基本原则。