浅析采煤方法及其发展方向

摘要 ：采煤方法的选择将带动煤矿开采各环节的变革，采煤方法正在向高产、高效、高安全性和高可靠性方向发展。本文对采煤工艺进行介绍；采煤方法中的倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法、倾斜长壁采煤法，放顶煤采煤法等以及采煤方法的选择做出论述；对采煤方法的发展方向进行展望。

关键词 ：煤矿 采煤方法 发展方向

1.三种采煤工艺的介绍

爆破采煤工艺，简称“炮采”其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。爆破采煤的工艺过程包括打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。注意打眼和放炮落煤，要求保证规定进度，工作面平直，不留底煤和顶煤，不破坏顶板，而且要尽量降低炸药和雷管消耗。

普通机械化采煤工艺，简称“普采”，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采压处理与炮采工艺基本相同。

“综采”即综合机械化采煤工艺，即破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化，因此，综采是目前最先进的采煤工艺。

2.采煤方法的特点分析及适用条件

2.1 倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法

倾斜分层采煤法广泛应用在开采缓斜和倾斜厚煤层。倾斜分层的各分层，可采用类似于开采缓斜、倾斜薄及中厚煤层时所采用的采煤工艺进行回采。第一分层回采后，下分层是在垮落的岩石下进行回采，为保证下分层采煤工作面的安全上分层必须铺设人工假顶或形成再生顶板[1]。需要指出的是：

（1）顶分层采煤工艺的特点：顶分层采煤工作面的顶板是煤层的原生顶板其采煤工艺与中厚煤层长壁采煤法基本相同，只是增加了要为下部分分层铺设假顶或形成再生顶板的工作。

（2）人工假顶包括竹笆假顶，金属网假顶，塑料网假顶，再生顶板，可以是煤层中含厚度大于0.5m的夹石层。

倾斜分层下行垮落采煤法有效地解决了缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题，有利于在此煤层下实现安全生产，提高资源采出率及获取较好的的采煤工作面技术经济指标。

2.2 倾斜长壁采煤法

倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相比，主要是采煤工作面布置及回采方向不同，并且取消了采盘区上下山巷道[2-3]。倾斜长壁采煤法，在一定的地质开采技术条件下，技术效益比较显著。需要指出的是：

（1）矿压显现及支护特点：对于仰斜工作面由于倾角的影响顶板将产生向采空区方向的分力。在此分力作用下，顶极的悬臂岩层将向采空区方向移动，使顶板岩层受拉力作用。

（2）采煤工艺特点：仰斜开采时水可以自动流向采空区，工作面无积水，劳动条件好，当煤层倾角小于100°左右时，采煤机及输送机工作稳定性尚好，如倾角较大则减少了截深。

（3）适用条件：倾斜长壁采煤法主要适用于倾角在12°以下的煤层，当对采煤工作面设备采取有效的技术措施后，可用于12°～17°的煤层，当煤层倾角在20°左右时，现只有少数矿井应用，对于倾斜和斜交断层较多的区域，能大致划分成较为规则分带的情况下，可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。

2.3 放顶煤采煤法

放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中，沿煤层底部布置一采高2m～3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的作用辅以人工松动方法，使支架上方顶煤破碎后成散体后由支架后方放出。放顶煤有许多的优点：比如降低成本，提高效率等。它主要适用于：煤层厚度在6m～10m为佳，顶煤厚度过小易发生超前冒顶，增大含碎率；顶煤破碎主要依靠顶板岩层的压力，其次是反复支撑作用，要求煤的坚固性系数一般应小于3，且适用于倾角不太大的煤层。

3.开采方法选择依据

采煤方法的选择必须坚持符合安全、经济、煤炭采出率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上[4]，应大力提高可采煤炭的回采率。具体煤层的优点以及它所适应的最合理的开采方法，减少资源浪费，加强环保。归纳为以下几点：

（1）在煤层埋藏比较浅，地质条件比较好的煤矿中应大力提倡综采，依靠引进全套的先进设备。

（2）对于煤层比较厚，且埋藏不是很浅的情况下，应充分利用放顶煤开采技术。

（3）对于急斜煤层则可以采用水平分层放顶煤开采工艺，提高回采率，并且大大提高工作面年产量。

4.开采技术发展的方向

采煤工艺的发展将带动煤矿开采各环节的变革，现代采煤工艺正在向高产、高效，高安全性和高可靠性方向发展，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合[5]。研制和使用强力、高效可靠，耐用及智能化的采煤设备及监控系统，改进和完善采煤工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展，改进多层次，多样化的采煤工艺，通过科学总结实践经验，建立我国系统的采煤工艺理论，总结如下：

（1）开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。

（2）开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”需要解决以下技术难题：硬顶板控制技术，研究埋深浅，地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂，倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率。此外，基本顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。

（3）缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机，研制适合刨煤机综采的液压支架。开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。

参考文献：

[1] 李忠华，何孔翔，潘一山.急倾斜煤层底板巷道布置的安全尺寸研究[J].煤矿开采.2003（04）

[2] 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.2007（13）

[3] 包福林，薛峰.采煤技术及采煤方法的选择[J].煤炭技术.2006（08）

[4] 姬超文.趙各庄矿急倾斜煤层开采方法的实践与探索[J].河北煤炭. 2005（04）

[5] 侯昭君.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].煤炭技术.2008（12）

个人简介：

刘凯（1994-），男，汉族，宁夏银川人，本科就读于辽宁工程技术大学采矿工程专业。