煤矿开采中的采煤技术探讨

武海峰任志刚

摘要：随着科技的发展与机械化水平的提高，传统的采煤业获得了广泛的技术与设备支持，促进了采煤业生产水平的提高，提高了矿产采集利用率，加快了资金转化速度。本文从采煤技术现状入手，分析了现有的采煤技术与工艺方法。

关键词：煤矿开采；采煤技术；工艺

1煤矿开采现状

1.1开采方式多样

由于我国地大物博，跨度广，煤层条件差异很大，开采方式呈多样化。我国煤矿开采包括综采、立井与斜井开采、平硐开采等方式。平硐开采受地质因素限制较大，因此应用不广。斜井开采多被中小型矿井采用并广泛应用于表土层方面不厚、煤层倾角较小、无流砂层的大型矿井中；随矿井不断延深，综采广泛应用于技术改造；立井开采系统简单，生产能力却很强，故而被广泛应用在倾角较大、表土较厚、煤层较深且含流砂的井田。

1.2大小型矿井并存

我国煤矿工业结构大小矿井并存，小型煤矿数量众多。煤田分布广，受地质破坏程度不同，储量也各不相同。由于开采技术水平不同及多种所有制存在，我国大小井型并存。国有重点煤矿多是大中型矿井，地方国有煤矿多是中小型矿井，平均生产能力达到8.45万吨。因为井型差异大，井田几何尺寸相差悬殊。

1.3矿井开采各具特点

我国多样性的煤层赋存条件造就了煤矿矿井开采各具特点的形式。不同地区煤层赋存特点不同，为了有效开采煤层资源，不得不采用与之适应的工艺流程与技术，形成了相应的特殊开采方法与系统。

2.采煤方法与技术

2.1普通机械化开采

普通机械化开采技术使落煤、装煤同步进行，可以采用人工支护顶板。普通机械化采煤设备的结构较简单，操作方便，因而成本低，具有很强适应能力。开采主要采用单、双滚筒机械设备。单滚筒设备适合中厚煤层开采工作，双滚筒设备上下行进过程中用前后滚筒切割顶底煤，并可根据实际需要相应处理，对变化性煤层有重要意义。

2.2炮采技术

普通炮采工艺割煤装煤以单体液压支柱与采煤机配合实现，在偏薄、中厚煤层应用较广泛。炮采技术随科技进步，有了明显改善，以刮板输送机运煤，提高了工作效率。此外，摩擦式金属支柱加铰接顶梁取代了传统木支护。铲、挡煤板逐渐在工作面传输机中应用，通过单体液压支柱支护，还具有放炮崩能力，推进了煤矿开采顺利进行。但是因为炮采工艺机械化程度低、产量低、需要大量人工，正逐步被淘汰。目前我国有关部门已强制推行综采技术，规定炮采技术只有在难以机采的煤层才可以使用。但由于炮采搬家灵活、工艺水平低、成本小、适应性强的优势，被地质条件复杂的云、贵、川地区矿井大量使用。

2.3爆破开采技术

爆破开采技术利用爆破原理割煤，将运煤一定程度上机械化。同时利用单体支护进行工作面顶板支护。但爆破开采在使用过程中涉及工作较多，因而工作量较大。爆破采煤技术首先是机械化运煤。机械化装煤运煤明显降低了工人体力劳动。其次凭借单体支柱来完成工作面支护，再次，爆破落煤环节开展。要在爆破前将爆破相关参数、炸药安装位置、所需雷管数及炮眼安装精确计算，准确的结果才符合落煤需要。最后要人工装煤。人工装煤速度缓慢，劳动强度也会超过开采管理层及采煤工人预期。

2.4深矿井开采技术

煤层开采瓦斯与热害治理、矿压与冲击地压控制、井巷布置、深井内通风设置是深矿井开采技术关键。这些技术目前在我国国有企业得到解决，但深井开采仍存在问题：深井作业场地环境变化；应力场及深井围岩状态的分布状态特征；深井冲击地压监控监测技术及防治技术；深矿井如何实现高效高产开采的配套技术；深井巷道尤其是软岩巷道的快速掘进、支护的技术与装备支持；深矿井开采不可避免的热害问题及减少矸石排放的技术方法。矸石问题目前多用的解决方法是在井下处理作为充填材料。

2.5连采工艺

连采工艺即连续采煤工艺，实现工作面机械化采煤。具体来说，煤房工作面破煤和装煤工序通过连续采煤机完成，运煤使用可伸缩输送机或梭车，用锚杆进行顶板支护，利用铲车清理工作面、搬运物料，所有工艺过程支护、破煤、装煤及运煤基本都实现机械化。连采工艺是综采补充方式，应用在合适的条件下能够取得良好社会经济效果。

2.6水力采煤技术

水力采煤技术涵盖较多工序，虽然上述工序也可以通过机械化操作完成。从综合机械采煤技术来看，采煤过程中能够进一步实现连续性、系统性和机械化采煤，工作面支护上，主要应用设备是具有高压液体的液压支架，能自动完成前移及支护护帮相关操作，节省人力。

2.7采场围岩控制技术

采场围岩控制技术采用需要先研究岩层控制技术。处理坚硬顶板应用高压注水、化学加固和深孔预裂爆破技术具有高成本、操作难、工艺复杂的缺点，新材料、新工艺需加大研究力度，还要研究支架、围岩与放顶煤相互作用原理，提高顶煤回收率。最后，加强顶板监测技术与支护质量，改进监测仪表，使监测高效、动态与智能化。

2.8房柱式采煤法

在开采过程中房柱式采煤法先沿巷道按规定距离开采，采到边界时再后退采出煤房间所有煤柱。房柱式采煤法支护简单、设备价格低、建设周期短、出煤快，但是采出率低、漏风严重、通风不良。房柱式采煤法主要应用于地质结构较简单，倾斜角小于10的煤层、较浅煤层、薄及中厚煤层中顶板相对稳定的部分。

2.9综采工艺

采煤综合机械化工艺简称综采工艺。综采工艺要求采煤作业全部工序实现机械化，大大降低工人劳动强度，提高单产与矿井安全性，是现代采煤工艺重要发展方向。目前已被我国有关部门强制推行。综采技术工艺割煤采煤机有刨煤机和滚筒式采煤机两种，刨煤机结构相对双滚筒采煤机简单、且设备价格低、检修方便、管理容易、具有无人操作自动工作和自我控制能力，在薄煤层采矿方面有重要地位。滚筒式采煤机可调高双滚筒适应煤层顶底板起伏和采高变化，双滚筒采煤机无论上行下行都可前后滚筒同时割煤，在割煤同时通过滚筒把煤装入刮板输送机；工作面以高压液体动力液压支架技术实现自行执行工作面顶板支撑、前移、推移刮板输送机等工序。工作面支护有及时支护和滞后支护两种，滞后支护适用于稳定性好、周期压力大的顶板区。全部跨落法简单、可靠、低廉，为采空区处理大量采用。虽然综采工艺具有高效、高产、安全的优点，但高昂的设备价格造成一定的推广困难。而且，综采工艺只适用53度倾角以下煤层，需要根据实际情况考虑使用与否。

结束语：

煤矿企业要在激烈的市场竞争环境下保持发展态势，就必须具备先进的采煤设备与技术。所以，要加强采煤技术创新、积极学习国内外先进采煤技术成果，不断研发新设备、新方法、新工艺，提高采煤效率，实现采煤企业经济效益与社会效益、短期利益与长远利益的统一。

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