新形势下煤矿开采中采煤技术的应用探讨

鄢加俊

（湖南省煤田地质局第六勘探队 湖南湘潭　411100）

新形势下煤矿开采中采煤技术的应用探讨

鄢加俊

（湖南省煤田地质局第六勘探队 湖南湘潭411100）

我国煤矿资源丰富，但是由于是人口大国，人均煤矿资源占有量并不高，因此在采煤中，要利用科学合理的采煤技术来减少煤矿资源的浪费，这是一项非常重要且必要的工作。在经济和技术不断发展的新形势下，如何促进采煤技术的完善和发展，提高煤矿资源的利用率一直是采煤业需要重点关注的问题。本文将分析新形势下的煤矿开采中的采煤技术。

煤矿开采；采煤；技术

引言

随着我国经济的不断增长，社会对于煤炭的需求量逐渐增多。为了满足公民对煤炭的需求，煤矿开采工作就必须运用先进的采煤技术合理科学的进行，以提高开采的效率。要将现代化的采煤技术有效的运用，才能降低煤矿资源的浪费、减少开采成本、提升开采速度，并能够有效的进行信息处理等工作。因此，将现代化的采煤技术运用到煤矿开采工作中是一项不可忽视的任务，其能促进开采工作变得低事故、高效率。

1　我国煤矿开采中采煤技术的现状

我国占地面积广，因此是资源大国，煤矿资源更是位居世界第一位，且我国的煤炭资源种类齐全，这些都为我国煤炭开采业的快速发展奠定了扎实的基础。丰富的煤炭资源保障了我国社会主义建设中的能源补给的需求，促进了我国经济的快速发展和国际地位的提高，鉴于这种新形势，采煤技术也面临着新的机遇和挑战，采煤技术水平的提高意味着我国煤矿开采业的发展和进步，代表着矿产资源的开发带给我国的巨大的经济效益，国家越来越重视采煤技术的革新和发展。20世纪90年代以后，我国的机械化采煤技术开始步入跨越式的发展阶段，研究并普及推广了煤采相关的设备和技术，运用了国际先进的采煤设备和工艺，综合机械化的采煤技术开始面向大功率和程序化的领域发展，此时煤矿行业的发展水平和生产技术已经取得了长足的进步。而随着社会的发展，采煤技术也不断更新和提高，将新形势下的采煤技术充分地应用到煤矿开采中去，为国民经济的发展做出巨大的贡献，具有非常明显的现实以及理论意义。

2　煤矿开采中常见的方法和工艺概述

经过我国多年的煤炭开采工作累计的经验，有关部门已研发并运用了适合我国国情的煤炭开采技术和工艺，且在总体上完成了煤炭开采的机械化，极大地提升了采煤的产量以及效率，很好地改善了煤矿开采的安全条件。

2.1煤矿开采中常用的方法

从当前全球范围内相关采煤大国所运用的采煤技术来看，总体上涵盖了以下两大类别：壁式与柱式，而这两类采煤技术的采煤系统以及采煤工艺都存在较大差异。我国诸多煤矿开采企业主要运用壁式采煤法来完成煤炭开采工作。

2.1.1壁式采煤法

伪倾斜柔性掩护支架、走向长壁、倾斜分层、水平分层、倾斜长壁、掩护支架、长壁放顶煤、正台阶、倒台阶及斜切分层等都是不同的壁式采煤法。本文将重点分析伪倾斜柔性掩护支架采煤法。这种采煤方式在进行采面布置的过程中，需要呈现出直线伪斜的相关状态，要顺着采面走向持续地向前推进。在采空区的位置上，要借助于柔性掩护支架对其进行隔离。在开采煤炭的过程中，以柔性支架为主要掩护而开展开采活动。从种方式的特征是生产系统简单有效、倾角较缓，工作面也比较长等。伪倾斜柔性掩护支架采煤法隔开了采空区以及开采工作区，其能保证在开采过程中一定程度上的安全性，且能最大限度地减少煤炭开采者所承担的工作强度，而且也极大地降低了管理层在煤炭开采管理方面的难度。伪倾斜柔性掩护支架采煤法一般情况被大量地运用在厚度变化小的煤层中，而且这些煤层所埋藏的位置和稳定性都是相对较好的。值得注意的是，在回采煤炭的过程中，要处理好进风巷与回风巷位置的支架问题。回风巷要持续地延长支架，而进风巷要持续不断地拆除它的支架，如果煤炭开采的工作面非常靠近采区所界定的范围时，就务必根据相关规定回收全部支架。在布置巷道的过程时，不但能够运用单翼进行布置，也可采取双翼进行布置。通常情况下，大部分都是采取双翼的方式进行布置。从采区一翼来看，大部分的长度通常都是在大约300m，当然也有的布置长度超过看500m。从阶段垂高来看，一般情况下保持在110m左右。在靠近开采区的范围内，通常情况下都是按照实际情况，把它划分成了多个不同的区段，而且还要控制每区段的高度，大概都是在20～40m的范围内。若地质条件是相对简单，则可将每个区段的高度放宽，达到50m左右。

2.1.2房柱式采煤法

在煤炭开采过程中，根据事先确定的距离顺着巷道进行相应的开采活动，若煤房开采已到边界位置，则采取后退的方式将煤房间的煤柱开采出来，这种开采方法就是房柱式采煤法。其主要优势是对采煤设备的投资要求比较小、能够快速出煤、建设所需要的周期非常短，而且所需要的支护简单。其缺点是一般情况下采出率较低，存在着严重的漏风情况，通风条件也是非常差等。从这种采煤法来看，大部分都被运用在下列状况中：①在开采深度较浅的煤层过程中。②需要开采的煤层有着较为简单的地质结构、倾斜角小于10°。③在开采中厚及薄煤层中，有着相对稳定的顶板。这种采煤方式主要可分为两种：①房式采煤法。此种采煤方式要顺着巷道，根据所规定的距离开展煤房的开采活动，而且要在煤房间预留出足以对顶板进行支撑的空间。②仓储采煤法。在开采急斜煤层的过程中，若煤层出现了落采情况，要将所开采的落采煤炭暂时存放在已完成开采的空中，在采完看仓房中的所有煤炭后，再根据先后顺序，逐一放出已完成开采煤炭。

2.2煤矿开采中采煤的主要工艺

2.2.1综采工艺

综采工艺也就是综合机械化的采煤工艺，指的是综采面（图1为例）的全部生产工序必须实现连续作业和机械化操作。综采工艺不仅能够极大地减少了采煤工人的劳动时间和劳动强度，还有效地提升了煤矿生产操作的安全系数。因此，综采工艺体现了当前国际先进的采煤技术发展趋势，应当循序渐进地推广普及。

图1　某综采面平面布置图

2.2.2普采工艺

普采工艺也就是普通机械化的采煤工艺，指的是使用机械采煤工艺实现装煤工序和落煤程序的同时完成，以及顶板支护处理。采空区的处理手段以及运煤技术类似于炮采工艺，一般来说普采面往往以双滚筒和单滚筒采煤机为两种主要的工作模式。其中，单滚筒的采煤机一般将滚筒安装在工作面的下部端头，这就可以缩减工作面下部的缺口长度，进而使货量不用经过采煤机机体下部，实际的装煤效果良好；而双滚筒的采煤机主要目的在于处理工作面两端到达做缺口的实际工作量，该技术强化了工作面的管理。

2.2.3炮采工艺

炮采工艺就是爆破采煤工艺，指的是通过对落煤爆破，利用人工实施装煤作业，紧接着利用机械化手段进行煤运输，并且利用单体支柱对工作空间上部的顶板实施支护。

2.2.4连采工艺

连采工艺就是连续采煤工艺，指的是基本实现工作面的机械化采煤工艺。具体来说，煤房工作面可以利用连续采煤机实现装煤工序和破煤程序，紧接着运用可伸缩的输送机或者梭车实施运煤工作，利用锚杆实现顶板的支护处理，运用铲车来清理工作面和搬运相关物料，装煤、破煤、支护、运煤等绝大部分工艺环节都实现机械化操作。经调查研究，连采工艺已经成为了综采工艺的特殊补充，在一定条件下运用连采工艺会创造可观的社会经济效益。

3　新形势下如何提升采煤技术

3.1研究高效煤矿生产技术，提升采煤效率

随着机械化的发展，采煤机械设备得到了普遍的运用，采煤机逐渐代替了人工采煤以及炮采工艺，极大地减少了工人的工作强度和时间，效益也达到明显的提升，其是采煤产业的革命性突破。要想提高采煤技术，就必须依托生产集中化和工作面单产两项核心技术，以提升煤炭开采的经济效益为主要目标，尽可能确保采煤人员工作环境的安全，设计出可以适应各种煤炭开采环境的高可靠性和高效能的采煤工艺和装备，配合高效简单的信息化管理系统，实现实时管理和监控采煤全部过程。推进复杂煤层和矿井环境的采煤机械化，不断完善和健全施工装备和工艺，加强采煤机械的运用范围。

3.2合理布置巷道，降低矸石排放量的开采技术

目前我国采煤巷道布置技术大大落后采煤工艺的发展，因此要对复杂煤矿地质条件下的巷道布置及技术工艺专家系统进行大力的开发研究，尽可能确保开采布置和采煤方法的协调一致。通过优化全煤巷布置，实现单一煤层的开采不需要额外运送矸石到地面，精简生产运作系统，与此同时推动中掘与中采工艺协调一致的发展，这样就可以极大地提升生产效率和降低工人的劳动时间及工作强度。通过注重研究分析高效高产矿井系统，合理优化巷道布置与部署系统，精简巷道布置，健全各个采区的操作参数，加强集中开采单一煤层、集中回采和集中准备挖掘等关键技术的研究，减少岩巷掘进率，尽量多布置煤巷，降低出矸率。深入研究井下矸石直接充填置换“三下”压煤技术等重要技术（具体技术框架如图2），其不仅能够有效地减少开采煤炭造成的环境污染，还能够极大地精简生产系统和提升集中生产煤炭的工艺水平，进而提高煤炭的开采效益。

图2　矸石充填置换技术框架图

4　结束语

由上可知，在我国的煤矿开采过程中，要结合我国的煤炭资源实际分布情况，选择有针对性的煤炭开采技术，使用先进的开采设备，以保证煤矿开采工作科学的进行。要持续地完善和总结采煤技术中存在的问题，针对性地选择正确的采煤工艺，才能更好地提升采煤过程中的安全性以及高效性，促进煤矿开采业的稳定发展。

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TD82

A

1673-0038（2015）20-0193-02

2015-5-5

鄢加俊（1976-），男，工程师，本科，主要从事采矿、地质、测量方面的工作。