煤矿井下采煤的现状特点及优化

韩夏青1王俊峰2

1,鄂尔多斯市闫家沟鑫东煤炭有限责任公司内蒙古自治区鄂尔多斯市017000;2,内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗煤炭局内蒙古自治区鄂尔多斯市010300

摘要：煤炭资源助力于经济发展，经济发展也不断完善煤炭行业的相关技术方法。煤炭开采过程中最常用的方法就是井下采煤。井下采煤技术种类较多，需要各煤矿依据矿井情况进行选择。本文中以笔者所在煤矿工作面为对象，详细阐述工作面概况，及选择采煤技术的要点。并深入探讨采煤技术要点，提高采煤效率与质量。

关键词：煤矿；井下采煤；特点优化

引言

尽管我国的煤炭开采技术已经取得了很大进步，但同国外相比，还是有很大差距。因此不断学习，根据不同煤炭资源的地理位置以及相关形式采用科学合理的方法。我国一直致力于煤矿采煤技术的自主化的研究，我国作为煤炭生产大国，煤矿采矿技术直接决定了我国煤矿生产企业的发展水平和方向。

1、采煤及开采技术特点

国内煤矿产业对中国经济的发展具有重要的作用，因为煤矿采矿掘进技术水平的高低直接关乎着中国能源的使用率与新技术的研发力度，我国采矿掘进工作的整体发展状况还是不错的。

提高煤矿掘进技术也是增强煤矿开采效率的一个重中之重，它对掘进技术具有决定性的作用，就掘进机来说，它有以下两点不足之处：①我国掘进机的研究起步较晚且重视水平不够而致使它的技术水平有一定的差距，这就需要改善掘进机设备的技术；②对采矿掘进技术需要改革创新，不能单一的沿袭旧的掘进技术，这会致使掘进效果出现可靠性不足、破岩能力不佳、使用场所受限等一系列的问题，通过对我国采矿掘进工作的现状有了大致的了解，有利于为后期的实践工作提供指导。煤矿的井下开采技术在不同的条件之下具有不同的特点；在一般的井下开采技术中，有着柱式开采方式、长壁式开采方式和放顶煤开采方式这几种开采技术。这几种技术具有不同的特点。并且开采的条件还各不相同，在适当的条件之下可以使用不同的开采方式来得到最大的收益。

2、煤矿井下采煤技术分析

2.1综合机械化采煤工艺

综合机械化采煤工艺主要是指在煤炭开采过程中，包括切煤，煤炭运输，工作面支护和采空区处理等所有过程都通过运用设备实现连续机械化作业。其职工劳动强度低，采煤效率高，安全性强是综合机械化采煤过程的重要特征，因此可以预见，综合机械化采煤技术必将成为煤炭开采技术和开采工艺发展的一个重要标准。

2.2普通机械化采煤工艺

普通机械化采煤工艺主要是同步进行采煤、破煤以及装煤工序，并且采取机械化运煤方式，工作面的顶板是利用单体支柱支护方式的一种采煤工艺。普通机械化采煤技术和综合机械化煤矿技术相比的落后之处是需要手动完成支撑过程，并且其采煤的效率和运行功率的效率相对较小。因此普通机械化采煤工艺的采煤效率、工人劳动强度以及作业安全型方面，普遍要比综合机械化采煤工艺逊色不少；但普通机械化采煤工艺的适应性还是显著强于综合机械化采煤工艺的。

2.3爆破采煤工艺

爆破采煤技术主要是指在煤炭开采过程中使用爆破方式来获取煤炭，装煤过程综合利用了爆破，人力，机械化结合的方式，煤炭的运输则依靠机械化，作业面空间顶板依靠单体支柱支护方式的一种采煤工艺。爆破采煤在煤炭运输，支护和采空区处置方面，和普通机械化采煤工艺基本相同，但其装煤方式需要单独的工艺形式。爆破采煤工艺最明显的优势是设备简单，该工艺对于一些地质复杂的矿床来说具有很强的适应性。

2.4连续采煤工艺

连续采煤工艺主要是指煤炭开采和煤炭装载过程中使用连续采煤机完成，煤炭运输依靠可伸缩输送机或梭车来完成，采用锚杆支护的方式来支护顶板，使用铲车进行工作面的清理和物料的运输采煤工艺。连续采煤工艺最显著的特点是对于破煤、装煤、运煤、支护等重要环节，全部实现机械化作业。可以说连续采煤工艺是综合机械化采煤工艺的一种衍生发展，只要作业环境的客观条件允许，采用连续采煤工艺都可以获得良好的技术经济效益。

3、井下采煤方法的实际选择

3.1工作面概况

煤矿主采煤层为3#、4#、5#煤层，其中3#煤层赋存特点为：呈现近似南北走向，倾斜由东向西，煤层倾角为1-3°，煤层结构相对加单，裂隙发育，煤层厚度3.2-6.4m，平均厚度为5.3m，煤层厚度变化具有显著地规律性，沿工作面走向自北向南厚度逐渐增大。顶板构成主要为泥岩、砂质泥岩与细砂岩，其厚度为0-16.3m，厚度变化较大，且顶板抗压强度偏低，开采过程中容易发生冒落情况。砂质泥岩为直接底，厚度为0.78～1.51m，岩层变化情况较大且层理较发育。中、细砂岩、砂质泥岩为老底，厚度为2.25～3.36m，水平纹理发育，半坚硬。

3.2采煤技术选择

根据煤矿的实际分布、形状以及对含煤量的预估，选择合适的开采技术对工作人员来说也是一个非常重要的问题。技术人员综合考虑本采煤工作面的具体情况，从煤层开采深度、开采强度、地质结构及顶板条件方面分析：（1）开采深度厚度。超过400米的煤层深度的顶煤很容易冒落，存在比较大的安全隐患；（2）开采强度。煤层的抗压能力、形成纹理以及煤层内外的裂痕程度都会影响煤层的强度。所以煤层强度也是选择何种开采方式时需要注意的关键因素；（3）地质结构状况。煤层勘探时，应该全面的对整个煤矿资源以及周围的地质结构状况做出合理的预估。掌握好煤层的地质结构状况，开采时对周边环境采取相应的保护措施，降低对当地自然环境的影响；（4）顶板条件。煤层的冒放性取决于煤层的顶板。而冒放性是对煤层进行开采时的重要参考点。因此顶板条件也是开采井下煤矿资源时需要注意的重要方面。一般坚硬的顶板条件，对整个煤层的开采时很不利的。本工程选择回采工艺。

3.3回采工艺

（1）回采流程要点。整个回采流程存在很多环节，笔者结合实际经验，归纳主要环节如下所示：准备工作→采煤机下（上）行端头斜切进刀、返回割三角煤后正常进刀→采煤机下（上）行割煤→顺序移架→顺序移溜→采煤机隔煤至下(上)端头→采煤机上(下)行端头斜切进刀、返回割三角煤后正常进刀→采煤机上(下)行割煤→顺序移架→顺序移溜。每个环节都需要操作到位，避免任何一个环节出现错误。

（2）落煤方式分析。依据工作面情况选择合适采煤机，本工作面中选择型号为美国久益生产的7LS7型双滚筒电牵引采煤机割煤，往返一次进两刀，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，滚筒自旋使其截齿将煤破碎，一个循环进度为0.8m。

（3）支护方式。工作面液压支架选择型号为郑煤机生产的110架ZY15000/29/60D型掩护式液压支架、2架ZYG15000/29/60D型中间过渡液压支架和6架ZYT15000/27/50D型端头支架支护顶板。

（4）装卸与运送。落煤完成后采用中煤张家口生产的SGZ1250/2565刮板输送机铲煤板配合采煤机进行装卸，运输巷则选择1部SZZ1350/525转载机、1部PCM400破碎机、1部DSJ140/250/3×450胶带输送机。

（5）进刀分析。进刀方式选择端部斜切，使用双向割煤方式，往返一次进两刀。

（6）各项工序配合。工作面采用及时支护方式进行采煤。第一步采煤机下行割煤后，支架及时伸出伸缩梁、打开护帮板进行控顶护帮，采用带压擦顶移架，少降快拉，移够步距后立即升架，升架接顶后继续供液3～5秒，保证液压支架初撑力达到乳化泵站供液压力的80％，确保移架距离采煤机距离大于等于5架；利用液压支架推移千斤顶配合推移杆推移刮板运输机，推溜距离采煤机距离大于等于10m;当割煤进行到机尾后，采煤机上行端头斜切进刀、返回割三角煤后正常进刀，顺序移架、顺序移溜从机尾到机头，溜子移直切垂直弯曲度≤3°，每次前移0.8m。

（7）作业制度。工作面作业制度采用两采一准的“三八”法。

4、结语

煤矿是我国主要能源结构，在未来的发展中也将占据着国经济的重要地位，随着科学技术的不断进步，我国对煤炭的需求量也越来越大。高效技术的进步必将推动我国煤炭产业的进一步发展。而采掘机械化程度的提高为高效技术与装备的发展提供了良好的机遇。

参考文献：

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