浅析井下采煤工艺及选择条件

摘要：我国，井下采煤是我国采煤工业的主要生产方式，随着经济社会的不断进步，我国井下采煤技术和工艺也得到了持续的发展，在煤炭生产领域发挥着越来越重要的作用。因此，对采煤技术和采煤工艺进行合理的选择和应用，对煤矿的安全、资源的合理利用以及全社会的可持续发展，都具有十分重要的现实意义。本文以此为基础，分析了采煤工艺，讨论了井下采煤工艺的适用条件，并从多个不同的侧面给出了井下采煤方法的选择和应用依据。

关键词：井下采煤；采煤技术；采煤工艺

中图分类号：TE358文献标识码： A

引言

中国的煤炭储量丰富，煤种齐全，为我国煤炭工业发展奠定了基础。随着我国采煤装备与工艺的发展，采煤技术已经从原有的炮采工艺、普采工艺发展到综采工艺。尤其是近些年采煤机械化进入了全新的发展阶段，普采和综采机械化装备有很大提高，并应用推广了连采技术及装备。普采和综采机械化装备的提高，使得煤矿生产技术水平大幅提高。然而，虽然煤炭的产量日益提升，但在采煤过程中因采煤工艺选择不合理而造成煤炭严重浪费。因此，需要规范煤炭资源开采，合理选取采煤工艺，优化采煤技术，促进采煤工艺自动化，提升采煤集约化，结合实际条件选择合理的采煤工艺。

一、井下采煤的工艺方式

1、综采工艺

在井下采煤过程中实现生产工序的机械化就是综合机械化的采煤工艺，简称综采工艺。生产工序包括：割煤、处理采空区、普采工艺、支护工作面及运煤等一系列工艺系统，从而很大程度上降低了采煤工作的劳动强度，提高了生产过程的安全性及单产量。所以说，综采技术比较先进，可作为采煤工艺未来的发展方向。割煤：破煤与装煤是割煤的主要工序，完成工序的主要采煤机有刨煤机和采煤机两种类型，这两种类型都是滚筒式的，滚筒式的采煤机械还可以分为双滚筒式的采煤机与单滚筒式的采煤机。由于采高与煤层顶底板起伏的不断变化，一般情况下可采用调高双滚筒式的采煤机实施割煤。

2、普采工艺

普通机械化采煤工艺（简称普采工艺）是指用采煤机同时完成破煤和装煤工序，机械化运煤，单体支柱支护工作空间顶板。它与综采工艺的差别在于支护工序及采煤功率，普采需要进行人工支护，并且工作面机械的功率及能力小于综采工作面采煤机械。普采工艺系统的体力劳动量较大，在技术经济效果及安全程度上远不及综采工艺系统好。但其具有投资少、产量大、适应性强等优点，因而在薄及中厚煤层中应用较多。

3、炮采工艺

利用爆破方式对工作面进行落煤、机械装煤、人工装煤、爆破、并实现运煤机械化，利用单体支柱来支护工作空间中顶板的方式称为爆破采煤工艺。主要的工序有：破煤、运煤、处理采空区、支护及装煤等。在该工艺中装煤较为简单，但支护、运煤及处理采空区等和普采工艺极为相似。因为使用炮采工艺中所使用的设备简单，所以其对地质条件具有较强的适应性，可以用于地质较为复杂的环境中。对落煤实施爆破：在该过程中要求爆破进度合理，煤块破碎需均匀，不能破坏顶板和残留顶底煤，工作面的煤壁要保持平直，注意避免崩翻输送机和崩到支柱，并最大程度上减少雷管和炸药的用量等。因此，工作人员应以每层顶底板的稳定性、煤层的厚度、硬度及裂隙情况等为主要依据，进而选择出合理的爆破参数，在实施打眼放炮的行为时，建议使用煤电钻设备。近些年来，为了能够缩短工期、提高出块率和爆破效果，施工人员往往在对工作面进行炮采工作时，运用毫秒爆破的技术，该技术很大程度上提高了工作面炮采工作中的效率和单产。装煤：工作面经历炮采工作后，往往落下一些煤，这些煤除了在爆破作用下进入输送机外，剩下的均由人工装载。

4、连采工艺

在国外一些发达国家，房柱式的采煤方式较为常用。这种方式的主要表现为：在煤房工作面进行破煤与装煤工作时，采用采煤机完成；运煤工序使用可伸缩的输送机及梭车，在支护顶板工序中采用锚杆，搬运物料与清理工作面的工作中使用铲车，在破、运、支及装的工艺中完全实现机械化的目标，这种对工作面进行机械化的采煤工艺称为连采工艺。在上个世纪八十年代，该工艺逐步在我国得到推广和使用。经多年实践经验表明，虽然连采工艺仅为综合机械化的采煤工艺中的一种辅助手段，但在良好的环境下，能够为整个井下采煤工作带来很大的经济技术成果。该工艺的特点为：将待采煤层切割成长方形或者正方形的煤柱，该煤柱的宽度范围较大，可为数米到二三十米。煤房是实施采煤工序的主要场地，视顶板可将部分煤柱回收，用于实现连采工艺的采煤机主要有回收煤柱和煤房掘进两个阶段，一般情况下，在同一时间需要两到五条煤房同时进行交替掘进的工作，在煤房顶板主要采用锚杆来支护，当一定范围内的煤房都被掘完时，工作人员还可以利用采煤机向后倒退回收煤柱，回收煤柱可以采用多种方式，工作人员可根据煤柱的实际尺寸及围岩的性质条件来确定，回收完煤柱后，顶板能够实现自动跨落。

二、采煤工艺选择应注意的问题

1、与生产系统相结合

采煤工艺能否持续进行依赖于生产系统这个外部环境，生产系统包括七部分，分别是采煤、掘进、通风、排水、供电、辅助运输、安全系统等。这些系统的和谐运行、有机配合是保证采煤工艺顺利开展的有效保证，是结合实际条件选择正确的采煤工艺的前提条件，所以，就需要加强各个系统的协调性，从而使得采煤工艺合理。

2、采煤机械化分级

采煤机械化分级是按照采煤实际条件与实际生产状况而进行分类的，这也是合理选择采煤工艺的涉及方面。采煤机械化主要分为三级：普通机械化采煤、高档普通机械化采煤以及综合机械化采煤。这种采煤工艺的选择也针对煤矿的大小，综合能力而进行的，也是采煤工艺不断完善过程。一般比较大的、综合性比较强的就可以选择综合机械化采煤，其操作简单，应用的范围也比较广。所以，在进行机械化的采煤工艺工程中，就应该结合各种综合因素，使得采煤工艺的选择更具合理化。

三、井下采煤工艺的适用条件

1、适用于普通采煤工艺的条件

普通型的采煤工艺在对地质变化的适应能力方面，比综合采煤工艺的要强一些，工作面的搬迁也相对更加容易。而对于小的地质构造或者形状不规则、推进距离较短的工作面，这一工艺的优势就较难发挥出来，可是采用普通的采煤工艺就能够较好的完成。

2、适用于爆破采煤工艺的条件

爆破采煤工艺具有操作技术容易掌握、适用性较强的特点，但是其劳动条件较差，单产的效率相对较低。根据我国的技术改革的政策，如果条件不适用于机械采煤的煤层，就能够采用爆破采煤的工艺方式。在当前，我国的爆破采煤工艺大大多数都应用在地质构造相对复杂与急倾斜的煤层之中。

3、适用于综合采煤工艺的条件

综合采煤技术能够实现低耗、高效、安全、高产的生产，且劳动强度小、劳动条件好。但是，这种采煤工艺的劣势也是十分明显的，比如设备的价格比较昂贵，采煤的投入较高。从我国综合采煤的生产的经验和目前的技术水平来看，综合采煤技术适用在下述条件中:煤层倾角低于55度，构造较为简单，煤层的赋存相对稳定等。

4、适用于连续采煤工艺的条件

连续的采煤机房柱式的开采对煤层的地质条件要求比较高，其应用主要以如下条件为基础:煤层倾角低于15度、薄和中厚的煤层、煤质硬或者中硬、构造相对简单等。

结束语

以上介绍了综采、普采、炮采及连采四种采煤工艺以及其具有的特点，在选择采煤工艺时的需要考虑安全性、经济效益、煤炭采出率等影响因素，注意采煤机械化分级、与生产系统相结合的问题，以及概括说明了采煤工艺的选择条件，以期对煤矿采煤工艺选择给予一定指导。

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］．中国新技术产品，2012(10):160．

[2]李峰．井下采煤生产技术及采煤方法的选择研究［J］．科技与企业，2012(1):12－14．

[3]温千峰．浅议井下采煤技术的合理选择［J］．中国新技术产品，2012(16):22－23．