煤矿井下采煤工艺的合理选择

[摘 要]合理选择煤矿井下采煤工艺，能够提高采煤安全性，确保采煤人员人身安全，避免给企业和工作人员带来巨大损失。本文对煤矿井下采煤工艺的合理选择详细分析。

[关键词]煤矿；井下；采煤工艺

中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0004-01

一、 井下采煤前的勘测技术

（一）能源储藏量勘测

勘测工作是煤矿开发的前提，根据下述两个式子进行计算：

设计开发量=矿井资源的储藏量-永久煤柱损失量 ①；

实际可开采量ZK=（Zs-P）・C ②，式中Zs表示矿井设计资源储藏量（Mt）；P表示开采煤柱损失量（Mt）；C表示采区回采率（100%）。

（二）地质、水文等条件勘测

首先，探测矿区有无断裂、陷落柱等地质构造缺陷，是否对矿井开拓造成影响。其次对煤层的埋藏深度和可供机械作业的矿井工业场地埋藏深度，以及表土及基岩风化层厚度进行测量。其次，判煤层的水层分布情况、顶底板岩性质、瓦斯含量和通风条件，确定煤矿的开采条件和安全系数，选择适当的开采工艺。

二、几种常见井下采煤工艺的合理选择

本文主要围绕以下几种常见的井下采煤工艺展开谈论，即普通机械化采煤工艺，爆破采煤工艺（图1），连续采煤工艺及综合机械化采煤工艺（图2）等。

（一）普通机械化采煤工艺

此工艺与炮采工序大致相同。该工艺对井内适应性优于其他开挖工艺，对煤层地质条件要求少，工作面的移动和搬迁工作相对容易，尤其适用于地质构造发育不规则、几何形状、短距离推进作业的工作点面，另外，技术所使用的设备成本小，操作技术相对简单，生产投入成本较低，且煤炭挖掘的组织工作较容易，较适合于中小型煤炭开采企业[1]。

（二）爆破采煤工艺

目前，我国爆破采煤工艺多应用于地质构造较复杂的煤层和急倾斜煤层。爆破采煤工序一般包括凿眼放炮、炮采工作面支护、装煤运煤及采空区处理等。其中，打眼环节的技术要求较高，要根据节理裂脱的发育情况、煤层厚度和顶板条件等确定炮眼位置及打眼爆破的相关参数。落煤工序经常采用爆破的方法，为了顺利完成煤矿的引爆工作和后期开采工作，应采用单体支柱支护工作空间顶板。

（三）连续采煤工艺

从连续采煤工艺的应用范围分析，该技术主要运用于大中型矿井的辅助采煤方法。连续采煤工艺是综合机械化采煤工艺的一种辅助和补充，主要适用于以下条件：构造简单，开采技术条件简单，煤质硬度较强，开采深度较浅，煤层倾角不超过15度的薄煤层。这种工艺的特点是切煤、装卸煤、运煤以及支护等工艺过程全部利用机械化进行作业。连采工艺是将回收煤柱和煤房掘进两个阶段实行采掘合一的采煤方式。其主要优点是出煤快、投资少、机械化程度高、适应性较强和安全性好等，但其仅高于炮采采煤，煤炭资源回收率低，况且连采方式对煤层地质条件要求较高，适宜近水平煤层开采，但其采出率较低，极不适用于近距离煤层群开采[2]。

（四）综合机械化采煤工艺

综合机械化采煤工艺实现了所有采煤工序的机械化连续作业，将五大工序即破煤、装煤、运煤、工作面支护及采空区处理有机的结合在一起。

第一，通常使用的破煤施工方法是使用采煤机对工作面进行整体切割，然后采用滚筒切割法进行截深。截深主要有两种形式，即端部和中部斜切法。端部斜切法是在工作面端部位置斜切入煤壁，开采时要想保证机器的正常切割，必须准备把握切割尺度。当机器贴近工作面上端时，应及时降低前滚筒，当其进入平巷后，采煤机稍退一步，并转动挡煤板，直至将底板处余煤彻底割除。同时，还应提高后滚筒，使机器开始反向切割，当前后滚筒同时切入煤壁27一30m时，停止采煤。中部斜切是在煤壁的中间位置进行切入，利用输送机进行弯曲段的斜切进，随着开采深度的不断增加，进行停机转向，直至割煤到平巷后完成运作。综采运输设备有平巷载机、可弯曲跨板输送机及可伸缩带式输送机等。常见的运输方式是后退式回采，固定好使用带式输送机位置，使工作面上的煤加快的运出，并且通过平巷转载机随着开采进度向前推移[3]。

第二，支护设计。本矿中含水层富水性都较弱，适合大规模的机械开采，而支护工作是机械运行的重要前提。生产经验表明，防止顶板下沉是支护设计中的技术难点。矿采支护以液压为动力，用来完成工作面的切顶、支撑、护帮以及迁移工作。支护强度应能支撑工作面的矿压、煤层赋存条件和采煤设备相适应。液压支架工作方式分为立即支护式、非立即支护式。前者是在采煤机作业后，移动支架和输送机。这种支护方式能够在很大程度上缩短支护时间，尤其可以及时支护刚刚暴露出的顶板，从而避免顶板的出现严重下沉现象。后者则是在采煤机割煤后，先行移动输送机后移动支架。由于本矿的直接顶板多为黑色泥岩，开采时易破碎而剥落，为有效实现顶板管理和巷道维护，在支护设计时应留有支撑煤柱。这种支护方式在日常生产中应用较为广泛。

第三，巷道设置工艺。①巷道断面尺寸设计。工作面回风平巷和运输平巷应按照滚筒式采煤机可弯曲刮板输送机机等机械设备尺寸设计。运输平巷是综采设备的主要通道，因此其尺寸主要依据液压支架最大外形高度和宽度进行设计。一般情况下，回风平巷的净断面为8m2一12m2。②平巷施工工艺。由于本矿煤层的倾角一般小于7°，为了保证巷道内无积水现象，使工作面保持相应的长度，巷道掘进时应严格平行施工，按照微坡走向的方法进行施工。③工作面推进长度设计。巷道施工工期一般较长，巷道设计时应充分考虑到设备繁多，且吨位重的特点，适当的工作面推进长度，有利于后期施工作业。根据本矿的井田内煤层、地质构造及水文等条件，适宜采用综合机械化采煤工艺。

三、结语

本文通过介绍本矿山的主要情况，以及对四种采煤工艺进行分析和比较，根据开采矿井的地质结构和特征，确定采恰当的采煤工艺，充分考虑矿区的运输技术、工作面支护设计、通风状况巷道设置以及通风条件设计等工作，符合矿区安全生产的相关要求，最终实现优化生产结构的目标。

参考文献

[1] 段宁宁.煤矿综合机械化的采煤工艺研究探讨[J].科技创新与应用， 2012，（21）：81.

[2] 张军鹏，金向阳.霍尔辛赫煤矿软煤层大采高采煤工艺的实践[J].中国煤炭，2013，（05）：52-54+59.

[3] 刘志伟.井下采煤工艺的选择？[J].科技创新与应用，2013，（33）：91.