井下采煤技术和工艺的选择及应用

摘要：目前，井下采煤工程大多机械操作，结合施工过程中对煤矿巷道的结构处理和不同煤矿层面的排列，将自动控制系统与人工技术操作联合，确保采煤工程能够实时高效地完成。井下采煤技术和工艺的选择及应用关系到能源的储备问题，关系到机械工业的长远发展，因此，合理选择采煤技术及工艺是保证先进企业稳步发展的关键。

关键词：井下采煤工程；煤矿巷道；结构处理；煤矿层面排列；自动控制系统；人工技术 文献标识码：A

中图分类号：TD823 文章编号：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 概述

随着社会经济的快速增长，科技水平不断提高，井下采煤工程作为煤矿开采事业的一部分，跟随时代潮流，在开采过程中逐渐引入新技术、新工艺。新的采煤技术和工艺使得煤矿开采事业发生了根本的改变，同时提升了井下采煤的效率，减小了采煤工程的成本。井下采煤机械化的提高，要求具有可靠的技术支持，在确保安全开采的前提下，追求生产效益。井下采煤工程利用高效的开采加工技术，努力建设高度集中的集约型煤矿。井下采煤工程的技术和工艺合理的选择及应用，不仅能够扩大采煤技术及工艺的应用范围，同时能够有效提高技术及工艺的应用水平，进一步提升整个煤矿开采事业的技术设备及其工艺。

2 井下采煤技术和工艺的发展现状

目前，根据已明确的能量储蓄情况来看，我国是现阶段煤矿资源极为丰富的国家之一，煤炭资源占有量非常大。同时，由于我国煤矿分布密集以及煤矿种类多样等优势，使得我国在煤矿开采技术和工艺的研究更加深入，为煤矿开采事业的蓬勃发展奠定了基础。

当前，随着科学技术的进步，带动了煤矿开采事业向着更高的方向发展。煤矿开采工程从落后的回采技术工艺逐步发展，对传统的技术工艺进行改革和创新。在普通机械采煤的基础上，继续深化发展，将综合机械采煤技术工艺及其相关设备投入到井下采煤工程中，推动了我国煤矿开采事业的稳步持续发展。如今，我国煤矿开采事业发展更为迅速，井下采煤工程越来越复杂，采用合理的采煤技术和工艺是煤矿开采工程的关键。先进的技术工艺，伴随着高科技的机械化控制设备，推动井下采煤工程向着集成化、综合化、程序化的高度发展。

3 井下采煤技术的分类和应用

在煤矿开采事业中，井下采煤技术是煤矿业的重要组成部分。现阶段，我国的井下采煤技术包括以下七种：

3.1 煤矿井下长壁开采技术

井下长壁采煤技术在煤矿开采过程中，能够大幅度地提高煤矿开采的效率，并且在采煤过程中长壁采煤技术具有较高的稳定性。另外，将长壁采煤技术应用到综合采煤工艺中，通过增强综合采煤液压支架的结构强度，保护千斤顶，防止被破坏，这在一定程度上保证了井下采煤工程的安全性。由于井下煤矿薄煤层的结构特征，对这部分煤矿的开采需要采用大功率、大体积且性能可靠的采煤设备，同时确保所采用的机械设备跟开采技术相匹配，因此，煤矿长壁开采技术对于倾斜度相对比较小的薄煤层是比较合适的技术选择。

3.2 锚杆支护技术

锚杆支护技术能够满足井下采煤工程中的采煤效率需求，同时能够匹配相应的采煤设备。提升锚杆支护技术在井下采煤工程的应用，不仅有利于最大程度地提高煤矿开采的效率，而且对于保证井下煤矿开采事业的安全也是极为重要的。锚杆支护技术的选择及应用，是井下煤矿开采工程由原始的工程操作向先进的机械化转变的标志之一。

3.3 井下硬顶板控制采煤技术

硬顶板的控制采煤技术主要是通过岩层定向水力和压力导致的倾斜深孔爆破及压裂，对硬顶板进行处理，硬顶板是掩埋在地下，地压小。硬顶板控制技术的采用提高了煤矿开采的回收利用率，满足随时进行煤矿开采的需要。硬顶板控制技术按照一定的采煤步距进行开采，保证了井下采煤工作面的安全，有助于顶部煤炭的破碎。

3.4 硬厚顶煤的开采以及控制技术

硬厚顶煤开采技术解决了开采和处理速度的问题。该技术通过在顶煤事先打凿深孔，进行爆破，或者是利用高压注水的方式形成裂缝的方法，保证顶煤随时开采随时冒出，提高井下采煤的效率和生产。硬厚顶煤开采技术对于支持压力较小的顶煤，其处理和控制效果

最佳。

3.5 普通机械采煤技术

普通机械采煤技术又称为普采技术，它通过采用普通的机械设备，完成破煤、装载、运送等一系列操作，形成了一道工序。普通机械采煤技术包括两种方式，即单滚筒和双滚筒采煤机。根据不同采煤机所具有的特点，单滚筒和双滚筒采煤机通常安放在不同的位置。单滚筒采煤机一般安置在采煤工作面的下端，这样可以缩短下端口长度；双滚筒安置于采煤工作面的两头，使其能够在完成工作量的同时，便于采煤工作面的管理。

3.6 综合机械采煤技术

综合机械采煤技术又称为综采技术。该技术利用不同的机械化设备完成不同的采煤工作，如用弯曲刮板运输煤矿、采用采煤机装载煤矿、采用自移式液压来支护煤矿，实现了井下采煤的机械化操作。综合机械采煤技术的选择减小了煤矿开采的劳动强度，增强了井下采煤工程的安全性，是非常值得推广应用的井下采煤技术。

3.7 小煤矿技术改进以及机械化开采技术

我国今年来关闭了一些小煤矿，其淘汰原因主要是采用了落后的生产设备及相关的技术工艺。对于小煤矿的技术工艺改进，一方面要采用半机械化的煤矿开采设备，提高煤矿的机械化水平；另一方面，将地板和顶板的事故发生率降到最低，提升顶板和地板的控制水平。

4 井下采煤工艺的选择及应用

4.1 多种工艺相结合的煤矿开采

将多种不同的采煤工艺相结合，取长补短，具有非常大的优势，是任何采煤工程都适用的工艺。多种工艺相结合的采煤手段，能够增强采煤效率、降低煤矿开采的损耗、煤矿生产量大、工程安全性高等优势。但是，多种采煤工艺的结合增大了设备的投入。只有通过合理的规划、科学有效的管理，才能最大限度地发挥多工艺结合的采煤技术优势，利用丰富的煤矿资源，大力发展多工艺结合方法，达到最好的效果。

4.2 普通的采煤工艺

普通的采煤工艺相对于综合工艺来说，设备简单，成本较低，提高工艺的操作水平，使得采煤效率得到提升。普通的采煤工艺能够适应煤矿地质的变化，井下采煤工作面的搬迁也相对较容易。同时，普通采煤工艺的技术要点及生产流程比较容易被掌握，在实际生产中能够被广泛应用，加快了煤矿开采的机械化发展。

4.3 爆破采煤工艺

爆破采煤工艺具有众多的特点，如适用性强、技术设备成本低、易于掌握等。根据我国对于煤矿开采的技术改革的政策，凡是不适于机械开采的煤矿，就需要采用其他方式进行开采，其中，爆破采煤是最常用的工艺。该工艺能够克服地质结构复杂或倾斜度大等困难。

4.4 连续采煤工艺

连续采煤工艺相对于其他采煤工艺来说，具有更高的安全性，而且设备简单，采用普通的井下采煤机械设备即可。由于连续采煤工艺对煤矿的要求较高，因此，其适用条件较多。连续采煤工艺通常用于薄层煤矿或者是中厚层煤矿，煤矿应具有一定的厚度。

5 结语

作为煤炭来源的重要手段之一，井下采煤其自身带有很大的安全隐患，并且井下不同的煤层条件不同，如有的煤矿倾斜程度非常大，实际煤矿开采工作极为复杂。为了能够实现高效、经济的煤矿开采事业，必须采用先进的技术和工艺，合理选择和应用。同时多种井下采煤技术工艺的综合应用，大大提高了效率。当然，任何的技术和工艺在施工之前，要先进行考察，防范潜在的危险，提高井下采煤水平。

参考文献

[1] 乔颖.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2012，（4）.

[2] 孙岗.浅论井下采煤技术与工艺现状及选择应用[J].科技创新与应用，2013，（12）.

[3] 郭晋生.浅析中国井下采煤技术与工艺现状及发展趋势[J].能源与节能，2013，（12）.

作者简介：赵刚（1986-），男，山西代县人，山西省大同煤矿集团四老沟矿助理工程师，研究方向：采煤。

（责任编辑：王 波）