浅析煤炭开采技术与采煤工艺的选择与应用

贺家席

（山西煤炭运销集团保安煤业有限公司，山西 阳泉 045021）

引言

我国是煤矿储量大国，煤炭资源也是我国经济发展的重要的原动力。煤炭生产技术与采煤工艺在我国经历了由落后向先进发展的一个漫长的历程。采煤工艺也由原来的人工采煤发展为以机械化开采为主的开采方式，这不仅降低劳动强度、提高生产效率，也大大提高了煤矿生产的安全性。采煤技术的发展，为我国经济发展、安全发展做出了重要贡献。

1 简析当前我国采煤技术的发展

我国煤炭资源储量丰富，煤炭作为一次性消耗能源，占我国一次性消耗能源的比例非常大，据有关统计，达到了75%以上。开发利用煤炭资源也是我国经济发展的一项重要支柱。我国采煤技术与采煤工艺有多样化的发展，选择面较广。提高和完善固有的采煤技术与工艺，在保障安全的基础上大胆创新，开发利用新技术、新工艺，推广先进的综合机械化采掘工艺，对促进采煤业的发展、有效开发利用煤炭资源非常重要。连采化技术设备的应用，使煤炭资源的开采效率得到了长足的进步。一些先进矿山设备的广泛应用，大大地提高了机械化生产水平，促进了我国采煤技术和采煤工艺正向综合化、高效化以及集成化的方向稳步发展。目前，我国采煤技术、工艺及采煤质量、采煤效率及安全性都有了很大的提高。

2 采煤工艺分析

2.1 综合机械化采煤工艺

综合机械化采煤工艺简称综采工艺，是一种用机械来开采煤层的工艺，主要包含工作面破煤、装煤、运输、工作面支护、处理回填采空区等生产工序。适用于煤层稳定、顶板层坚硬，没有断层且煤层较厚的工作面。综合机械化采煤工艺主要工作设备有：工作面设备包含采煤机、自移式液压支架、刮板运输机等，平巷设备包含转载机、破碎机、可伸缩胶带机等，液压系统包含乳化液混合箱、进回液主管路；控制系统包含控制台、声光信号、扩音电话及线路，供水系统包含冷却水、喷雾泵、水箱、管路，供电系统包含高压线路、开关、移动变电站、配电开关、线路等。综合机械化采煤工艺在机械化设备和技术的支持下连续作业，能大幅提高产量和效率，降低采煤工人的劳动强度，提高采煤的安全性。采用综采工艺，资源回收率更高，能同时实现高产量、高效益，是属于目前先进且安全的采煤工艺。

相对于其他类型的采煤工艺而言，综采工艺具备以下优点：高效高产、能耗低、安全有保障以及降低采煤工人的劳动强度等。这种技术在我国综合机械化采煤工艺的推广中经历了一个比较艰难的历程，因为综合机械化采煤工艺需要的设备较昂贵，要求的配套生产系统和管理水平高，对技术和操作要求严格，很多煤矿企业，特别是中小型煤矿投资不划算，管理及配套也难以达到要求。另外综合机械化采煤工艺对煤的赋存条件要求也较高，要求煤层较厚，构造稳定简单，没有断层等特殊地层，这也在一定程度上限制了综合机械化采煤工艺的推广及应用。目前，我国部分地区强制要求推行综合机械化采煤工艺，是出于安全角度来考虑的。如果条件适合，应用综合机械化采煤工艺及提高安全性，也提高采煤的效率和经济效益。

2.2 普通机械化采煤工艺

普通机械化采煤工艺简称普采工艺，普采工艺是一种适应性较强的采煤工艺，在我国煤炭开采中得到广泛的应用。普通机械化采煤工艺是通过采煤机来破煤、装煤作业。普通机械化采煤工艺主要的工艺设备有：采煤机、可弯曲链板输送机和摩擦式金属支柱、金属顶梁设备，实现了前三工序机械化，减低了劳动强求。但普采设备功率较小，效率低，出煤量不高。高档普通机械化采煤，简称高档普采，主要工艺设备有：采煤机、可弯曲链板输送机、液压支柱和金属顶梁。采煤工序的前三工序完成机械化。高档普采支护和控顶虽为手工操作，但是有液压支柱，使得顶板更安全，劳动强度也大为减轻，效率更高。

普通机械化采煤工艺虽然劳动强度相对较高，安全性低于综采工艺，出煤量也不及综采工艺高，但是普通机械化采煤工艺的应用优势也很广。普通机械化采煤工艺所用的机械设备价格远低于综合机械化采煤工艺，大约为后者的25%，但是在同等条件下出煤量也较高，出产量为后者的35%～50%，且适应性比综采工艺强，能适应更复杂的环境和地质条件，在薄层及中厚煤层中都能很好地应用，且对配套系统的要求和管理、作业的灵活性较高，操作相对简单。因此普通机械化采煤工艺更广泛地应用于我国中小型煤矿。高档普采增加液压支柱，更安全、更高效，因此通过对普通机械化采煤工艺的改进，可以有力的推动采煤工业的机械化程度。

2.3 炮采工艺

炮采是利用炸药将煤从岩体中剥离来，并根据要求将煤爆破成预定大小的块状，以利于后期开展、装运等作业。炮采需要用矿石专用炸药，一般有硝铵类炸药、水胶炸药、硝化甘油炸药以及乳化油炸药等。炮采工艺在我国小型煤矿及地质条件复杂的煤矿应用较多，炸药一般用的是硝铵类炸药，种类有铵梯炸药、铵油炸药、铵松蜡炸药以及含水硝铵类炸药等。如有煤尘爆炸危害或瓦斯爆炸可能性的采煤工作面，不得擅自炮采，需经相关部门批准，使用专用的煤矿允许炸药，且要符合国家安全规程的规定。近年来炮采工艺技术及装备改进革新，摩擦式金属支柱被防炮崩单体液压支柱替代，安全性得到提升，相关工作的效率也得到提高。工作面输送机装上铲煤板和可移动挡煤板，使80%～90%的煤在爆破过程中就自行装入输送机，采煤工人的劳动强度得到降低，劳动强度得到提高。

炮采工艺适应各种复杂的地质条件和自然环境、地质断层多，对外部环境要求低，操作不复杂，管理简单，投资少，在小型煤矿应用较多。但是炮采工艺受人为因素影响大，采煤工人劳动强度大，安全性低，爆破安全管理难度大，如果煤层含有瓦斯，还可能产生瓦斯爆炸的危险。炮采工艺虽然成本低，产量和生产效率均不高，机械化程度低，管理难度大，对人员的安全素质要求高。虽然高档炮采的安全性和效率得到改进，但是炮采工艺作为一种落后的采煤技术，应逐步淘汰。

3 结语

采煤技术与工艺在逐步发展更新进步，更多的新科技、新设备应用到煤炭业，也推动了煤炭业的发展。综合机械化采煤工艺、高档普通机械化采煤工艺进一步的推进采煤也的机械化程度，是煤炭行业发展的必然方向。当然，在选择采煤技术和采煤工艺时，还要综合考虑外在的自然因素和煤层的赋存条件以及安全性，才更好地推进采煤业高效、经济发展。

［1］郝忠军.井下采煤技术及采煤工艺的选择［J］.内蒙古科技与经济，2012（13）：73－75.

［2］ 倪仲军.浅谈井下采煤技术的合理选择［J］.科技创新导报，2013（21）：85－88.