简析煤矿矿井采煤工艺的应用

伍宝军

【摘 要】煤炭作为重要的一次性能源在我国的能源构成中占有十分大的比例。随着我国经济发展速度的加快，对于煤炭的需求不断增长，这给煤炭生产行业带来极大的压力。这就要求煤炭行业能够及时的更新技术，对生产工艺进行改进，从而保证煤炭的产量以及生产安全。文章对煤矿生产工艺进行相应的探讨。

【关键词】采煤；工艺；研究

0.前言

我国采煤机械化进入了全新的发展阶段，应用并推广了连采技术及装备：普通机械化工作面的装备进行了全面的更新换代，采用了无链牵引双滚筒采煤机，双速、侧卸、封底式刮板输送机以及其他新设备和新工艺：综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展，煤矿生产技术水平大幅提高。

1.采煤方式研究

1.1综采工艺

综合机械化采煤工艺是指采煤工作面中全部生产工序，如割煤、运煤、工作面支护和采空区处理等过程都实现了机械化连续作业的采煤工艺系统。从而大幅降低了劳动强度，提高了单产及安全性。因此，综采技术是目前最先进的采煤工艺，是采煤工艺的重要发展方向。

（2）割煤。割煤工序包括破煤与装煤。完成割煤工序的采煤机有滚筒式采煤机和刨煤机两种类型。滚筒式采煤机又分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机。为了适应采高的变化及煤层顶底板的起伏，通常采用可调高双滚筒采煤机割煤。双滚筒采煤机无论上行或下行，一般均采用前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤。采煤机滚筒式在割煤的同时，利用滚筒的螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用，把煤直接装入刮板输送机。采煤机割煤方式有单向割煤和双向割煤两种，单向割煤适用于顶板稳定性差，倾角较大的综采面，双向割煤多用于煤层赋存稳定，倾角较缓的综采面。刨煤机与滚筒式采煤机相比，具有结构简单，设备造价低，检修和管理比较容易，易于实现自我控制和工作面无人操作等优点：特别是在薄煤层机械化开采方面，刨煤机占有重要地位，但刨煤机生产效率较低，地质条件适应范围较窄，采高较大时设备稳定性差，困此，限制在煤层赋存稳定、构造简单、不含坚硬的夹矸，顶板比较稳定，煤厚2m以下的较软煤层中使用。目前在我国使用较少。

（2）运煤。刮板输送机的运送能力必须与采煤机的生产能力相匹配，一般情况下输送机的输送能力略大于采煤机的生产能力。

（3）工作面支护和采空区处理。工作面使用的液压支架是以高压的液体为动力，自行完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸、护帮、前移，推移刮板输送机和采空区处理等工序。工作面支护方式分及时支护和滞后支护两种方式，滞后支护比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的项板，对直接顶稳定性差的顶板适应性差。

1.2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项板。它与综采工艺的差别是支护工序，需要人工进行，此外，普采工作面机械的功率及能力小于综采工作面采煤机械。因此，这种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，但其适应性要比综采工艺强。普采面支架布置方式主要有齐梁直线柱和错梁直线柱两种，现场多用错梁直线柱布置形式。除少数顶板完整的普采面可使用带帽点柱外，一般均采用单体液压支柱或摩擦式金属支柱与金属顶梁进行支护，也可以采用悬（滑）移支架支护，一般排距0.8-1.2m.柱距0.6-0.8m。

1.3炮采工艺

爆破采煤工艺（简称炮采工艺）是指工作面用爆破方法落煤，爆破、机械及人工装煤，机械化运煤，单体支柱支护工作空间顶板的工艺系统。包括破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工序。此时，装煤变成了一项单独的工艺，而运煤：支护和采空区处理与普采工艺基本相同。由于炮采工艺采用的设备简单，因而对复杂地质条件适用性较强。

（1）爆破落煤。爆破采煤要求爆破进度准确，煤块破碎均匀，不破坏顶板，不残留底煤，工作面煤壁平直，不崩倒支柱和崩翻输送机，并尽可能减少炸药及雷管的消耗量等。因此，根据煤层顶底板稳定程度，煤层厚度、硬度、裂隙等情况，选择合理的钻眼爆破参数，使用煤电钻进行打眼放炮。近年来，为提高爆破效果，提高出块率，缩短爆破时间，在炮采工作面采用毫秒爆破技术，大大提高了炮采工作面的单产和效率。

（2）装煤。炮采工作面破落下的煤，除一部分由爆破作用装入输送机外，大部分由人工装载，少数矿井采用装煤机装载。

1.4连采工艺

煤房工作面使用连续采煤机完成破煤和装煤，用梭车或可伸缩输送机运煤，采用锚杆支护顶板，使用铲车搬运物料和清理工作面，破、装、运、支等工艺过程全部实现了机械化作业。这种工作面的机械化采煤工艺习惯称为连续采煤工艺（简称连采工艺）。实践证明，连采工艺作为综合机械化采煤的一种补充，在适宜的条件下，可取得良好的技术经济效果。

2.选择采煤方式

2.1适于采用综采工艺的条件

综采工艺具有高产、高效、安全、低耗及劳动条件好、劳动强度小的优点。但是综采设备价格昂贵，综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统，较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。根据我国综采生产的经验和目前的技术水平，综采适用于以下条件：煤层的赋存较稳定，构造较简单，顶、底条件良好，煤层倾角在55。以下。

2.2适于采用普采工艺的条件

普采设备价格便宜，一套普采设备只相当于一套综采设备的1/4，而产量可达到综采产量的1/3-1/2。而且普采对地质变化条件适应性比综采强，工作面搬迁容易对推进距离短，形状不规则、小的地质构造较发育的工作面，综采的优势难以发挥。而采用普采则可取得较好的效果。而且，普采操作技术易于掌握，组织生产比较容易。因此，普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。

2.3适于采用炮采工艺的条件

炮采工艺具有技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，生产技术管理比较简单等优点，但是其单产和效率低，劳动条件差，根据我国的技术政策。凡条件不适于机采的煤层，可采用炮采工艺。目前，我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。

2.4适于采用连采工艺的条件

连采工艺的主要优点是投资少、出煤快，适应性较强，机械化程度高、效率高、安全好等，但其通风条件差，煤炭资源回收率较底，仅高于炮采采煤。连续采煤机房柱式开采对煤层地质条件要求较高，主要适用于以下条件：开采深度较浅，构造简单，煤质中硬或硬，开采技术条件简单，煤层倾角不超过15°的薄及中厚煤层，近水平煤层最为适宜，但其采出率较低，不适用近距离煤层群开采。