董永（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司安全管理監(jiān)察局，山西 大同 037003）

井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇與安全開采研究

董永
（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司安全管理監(jiān)察局，山西 大同 037003）

煤炭安全開采是煤炭行業(yè)發(fā)展永恒的主題。首先對井下采煤技術(shù)及工藝進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并在此基礎(chǔ)上分析了我國各類采煤技術(shù)及工藝的具體適用條件，說明了采煤技術(shù)及工藝的選擇與安全開采的關(guān)系。

煤炭行業(yè)；采煤技術(shù)；采煤工藝；安全開采

由于我國井下采煤技術(shù)及工藝發(fā)展不平衡，煤炭開采受地質(zhì)構(gòu)造等條件影響，不同地區(qū)、井田、礦井或同一礦井的采區(qū)、采面布置都存在差異，因此，科學(xué)合理地選擇并應(yīng)用井下采煤技術(shù)及采煤工藝，對提升煤炭的開采效率，提高煤炭開采安全水平具有非常重要的意義。

1　井下采煤技術(shù)及采煤工藝分析

隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，我國煤礦井下作業(yè)由最初的人工開采逐漸走向集約化、智能化及機(jī)械化的發(fā)展道路，采煤技術(shù)與工藝日漸成熟，煤礦開采效率穩(wěn)步提升，安全生產(chǎn)水平逐漸提高。

1.1綜合機(jī)械化采煤技術(shù)

綜采技術(shù)即綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的簡稱，該類技術(shù)是指在采煤工作面中，無論是落煤、裝煤還是運(yùn)煤、空區(qū)處理等生產(chǎn)工序，都能夠?qū)崿F(xiàn)操作的連續(xù)機(jī)械化。在井下作業(yè)時(shí)采用綜采技術(shù)，不僅能夠使勞動(dòng)強(qiáng)度得到大幅度的降低，提高單產(chǎn)，還能夠增強(qiáng)井下作業(yè)的安全性。因此，截至目前，綜采技術(shù)是我國所有采煤技術(shù)中最先進(jìn)的一類技術(shù)，也是我國采煤工藝持續(xù)發(fā)展的重要方向，值得進(jìn)一步的推廣及應(yīng)用。

1.2普通機(jī)械化采煤技術(shù)

普通機(jī)械化采煤技術(shù)即普采技術(shù)，是采用普通的傳統(tǒng)機(jī)械方法來進(jìn)行支柱支護(hù)、破煤、裝煤及運(yùn)煤等作業(yè)工序。利用普采技術(shù)進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，只需通過一道合并在一起的工序就可以完成落煤與裝煤的工作，而進(jìn)行頂板支護(hù)、煤炭運(yùn)輸及空區(qū)處理等作業(yè)工序時(shí)則采取類似炮采技術(shù)的操作流程。普采技術(shù)的應(yīng)用方式主要有兩種，一種是單滾筒采煤機(jī)；另一種是雙滾筒采煤機(jī)。一般來講，為了縮短采煤工作面缺口的長度、實(shí)現(xiàn)良好的裝煤效果，有效提升采煤效率，通常會(huì)在工作面的下端安裝單滾筒采煤機(jī)，而在工作面的兩端安置雙滾筒采煤機(jī)，這種布置方式也有利于加強(qiáng)對工作面的技術(shù)管理。此外，采煤機(jī)割煤也通過兩種方式來完成，分別是單向割煤、雙向割煤。在中厚煤層中利用單滾筒采煤機(jī)通常會(huì)采取單向割煤的方式，這種方式主要適用于頂板穩(wěn)定、滾筒直徑和采高接近的薄煤層中。

1.3連續(xù)采煤技術(shù)

連續(xù)采煤技術(shù)簡稱連采，即在采煤作業(yè)中利用連續(xù)采煤機(jī)的成套設(shè)備。在我國該類技術(shù)應(yīng)用比較少，而美國、南非及澳大利亞等國家則較為廣泛地應(yīng)用該技術(shù)。在煤房工作面中應(yīng)用連采技術(shù)進(jìn)行破煤及裝煤工序時(shí)就需使用連續(xù)采煤機(jī)，其次使用具有伸縮功能的輸送機(jī)或者梭車來運(yùn)煤，然后再使用錨桿來進(jìn)行支護(hù)，最后用鏟車來進(jìn)行物料的搬運(yùn)及工作面清理的工作。在采煤作業(yè)中應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)，能夠?qū)⒕蜻M(jìn)與開采這兩道工序合并為一道工序，提高了作業(yè)效率。另外，在煤房中進(jìn)行采煤作業(yè)，根據(jù)頂板的實(shí)際情況可以對其中部分煤柱進(jìn)行合理的回收。

1.4爆破采煤技術(shù)

爆破采煤技術(shù)即炮采技術(shù)。一般來講，炮采技術(shù)的應(yīng)用流程如下：一爆破落煤。在這個(gè)環(huán)節(jié)中盡可能的縮減雷管以及炸藥的數(shù)量，一定要保證爆破的精準(zhǔn)性，均勻地破碎煤塊，確保運(yùn)送機(jī)、頂板及支柱不會(huì)遭受破壞，保證工作面的平直度；二裝煤。爆破之后會(huì)在炮采工作面上留下一定數(shù)量的原煤，其中的一小部分會(huì)通過爆破的方式用運(yùn)輸機(jī)來裝載，而剩余的大部分還是需要依靠人力來進(jìn)行裝載；三支護(hù)工作面，處理采空區(qū)。我國的煤礦開采中，部分工作面支護(hù)使用的是金屬摩擦支柱和單體液壓支柱。為了保證采煤作業(yè)安全正常的進(jìn)行，及時(shí)處理采空區(qū)是非常重要的，目前我國煤礦開采中處理采空區(qū)普遍采用的方法就是全部垮落法。

該技術(shù)的主要特點(diǎn)是利用爆破方式來落煤，接著利用人工和機(jī)械分別來完成裝煤及運(yùn)煤工作，之后利用單體支柱來支護(hù)工作空間的頂板。而炮掘巷道則在爆破作業(yè)完成之后需要立即對工作面進(jìn)行支護(hù)處理，然后出煤，重新下一輪打眼與裝藥。其中最重要的步驟就是炮眼的布置，光面爆破對炮眼眼距、裝藥量要求嚴(yán)格。

2　井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇

在選擇井下采煤技術(shù)及工藝時(shí)，必須堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)、安全以及高回采率的原則，選擇出最適合煤層實(shí)際狀況的技術(shù)與工藝，減少資源的浪費(fèi)，加強(qiáng)環(huán)保，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升采煤效率。

2.1綜采技術(shù)與工藝的適用條件

綜采技術(shù)及工藝的優(yōu)點(diǎn)是安全低耗、高產(chǎn)高效、勞動(dòng)強(qiáng)度低以及勞動(dòng)條件好。然而，綜采設(shè)備的價(jià)格相對昂貴，而且只有在礦井生產(chǎn)系統(tǒng)良好、煤層賦存條件較好、操作及管理水平較高的條件下，綜采技術(shù)及工藝才能發(fā)揮出其生產(chǎn)優(yōu)勢。根據(jù)目前我國的技術(shù)水平及綜采生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來看，在煤層賦存比較穩(wěn)定，頂部及底部的條件良好，構(gòu)造比較簡單，煤層傾角小于55°的條件下，可以應(yīng)用綜采技術(shù)及工藝。

2.2普采技術(shù)及工藝的適用條件

普采設(shè)備的價(jià)格相對便宜，對地質(zhì)條件的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此工作面搬遷比較容易。在地質(zhì)構(gòu)造較小、推進(jìn)距離較短及形狀不規(guī)則的工作面中，采用普采技術(shù)及工藝較為適合。此外，普采技術(shù)的操作比較容易掌握，因此，能夠較為容易的組織生產(chǎn)。所以為精采細(xì)采，對于中小型工作面而言，就適用于普采技術(shù)及工藝的應(yīng)用。

2.3連采技術(shù)及工藝的適用條件

連采技術(shù)及工藝具有安全性好、投資少、適應(yīng)性強(qiáng)、出煤快、機(jī)械化程度高及效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是該技術(shù)的通風(fēng)條件比較差，對煤炭資源的回收率也非常低。使用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行房柱式開采時(shí)，只能在具備較高要求的煤層地質(zhì)條件下進(jìn)行，具體條件如下：煤層較薄或者中厚，煤層構(gòu)造簡單，開采深度淺，開采的技術(shù)條件簡單，煤質(zhì)硬度應(yīng)該保持中等硬度或者較強(qiáng)的硬度，煤層傾角在15°以內(nèi)。一般來講，在近水平的煤層中最適合采用連采技術(shù)及工藝，但由于這類煤層的采出率比較低，對近距離的煤層群開采不適用。根據(jù)近些年連采技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況來看，在大中型礦井開采中，適宜將連采技術(shù)及工藝作為輔助的采煤方法。

2.4炮采技術(shù)及工藝的適用條件

炮采技術(shù)及工藝的優(yōu)點(diǎn)在于具有很強(qiáng)的適應(yīng)性、較少的技術(shù)裝備投資、簡單的生產(chǎn)技術(shù)管理及易于掌握的操作技術(shù)等。然而，炮采技術(shù)及工藝的效率和單產(chǎn)都比較低，勞動(dòng)條件也相對較差。我國相關(guān)的技術(shù)政策規(guī)定，在不具備適合機(jī)采的煤層條件中，可以采用炮采技術(shù)及工藝。目前，在我國地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜以及急傾斜的煤層中，炮采技術(shù)及工藝應(yīng)用的較多。

3　井下采煤技術(shù)與采煤工藝選擇與安全開采的關(guān)系

綜采技術(shù)的應(yīng)用，除在采煤工藝上較為先進(jìn)外，其主要特點(diǎn)就是液壓支架的應(yīng)用，使頂板管理水平提高，安全系數(shù)增大。而且在破煤、裝煤、運(yùn)煤各環(huán)節(jié)機(jī)械化水平先進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)安全開采[1-5]。因此，綜采技術(shù)比普采、連采、炮采技術(shù)更為先進(jìn)，更為安全可靠。因此，在人們對安全要求愈來愈高的今天，要優(yōu)先選擇綜采技術(shù)與工藝。

為了靈活適應(yīng)各種煤層賦存條件，在選用普采、連采、炮采技術(shù)時(shí)，就要因地制宜，按照與自然條件相匹配的適用條件合理選擇采煤技術(shù)與工藝，以實(shí)現(xiàn)高效、安全開采。

4　結(jié)束語

不同的煤層賦存條件下，井下采煤技術(shù)及工藝的選擇使用也存在很大的差異。我國的礦區(qū)存在多種多樣的煤層賦存條件，這就決定了我國的采煤技術(shù)及工藝也是多種多樣的。近年來，井下采煤技術(shù)及工藝處于不斷發(fā)展的狀態(tài)中，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)得到了明顯的改善，普采工作面的裝備得到了快速的發(fā)展，綜采工作面也逐漸面向電牽引、大功率及程序化發(fā)展。總之，要根據(jù)煤層的實(shí)際情況，科學(xué)合理的選擇井下采煤技術(shù)及工藝，有效提高采煤效率，確保煤炭資源開采的安全性及有序性，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]關(guān)忠華.論井下采煤生產(chǎn)技術(shù)及采煤方式的選擇[J].河南科技,2014(2):42-43.

[2]宋卷英.煤礦井下采煤技術(shù)與采煤工藝分析[J].科技與生活,2013(1):191-175.

[3]陸積建.井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇[J].黑龍江科技信息,2014(24):47.

[4]閆天緒，楊小紅，任紅強(qiáng).井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(4):80.

[5]王建合.井下采煤生產(chǎn)技術(shù)分析[J].中國科技投資，2013(22):109.

（編輯：武曉平）

Selection of Mining Technology and Process and Safe Mining

DONG Yong
(Coal Safety Management and Supervision Bureau,Datong Mine Coal Group,Datong 037003,China)

Safety of coal mining is an eternal subject in the development of coal industry.Mining technology and process were introduced in details.Then the specific applicable conditions for different technologies and process were analyzed to illustrate the relationship between the mining technology and process and the safe mining.

coal industry;mining technology;mining process;safe mining

TD823

A

1672-5050（2016）02-0035-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.011

2015-11-13

董永（1962-），男，山西忻州人，大學(xué)本科，工程師，從事煤礦安全管理工作。