井下采煤技术与工艺现状及应用

姚金山

（双鸭山方圆建筑安装有限公司，黑龙江双鸭山155100）

井下采煤技术与工艺现状及应用

姚金山

（双鸭山方圆建筑安装有限公司，黑龙江双鸭山155100）

我国煤炭业机械化水平在逐渐提高，综合性采煤机械化工艺极大提高了采煤的技术水平。开采技术和开采工艺影响着煤矿开采效率，是煤矿产业生产发展的的重中之重。不同的环境对采煤工艺和技术的要求也不同，要进一步适应大规模的煤炭开采，加强相关技术的研究，推动中国煤炭业的持续稳定发展。

煤炭行业；采煤技术和工艺；井下采煤；选择

1　我国采煤技术发展现状分析

我国煤炭资源相当丰富，是煤炭资源丰富的大国之一，且我国在煤炭资源的某些方面处于绝对的统治地位，主要表现在煤炭资源种类的多样化，这是我国采煤技术和工艺蓬勃发展的基础。我国已经开始着手对传统的、落后的回采工艺进行技术改革和创新，首先要将综合机械化的工艺运用在资源的开发利用中，从而进一步提升我国现阶段的采煤技术与工艺。改革开放大发展以来，科技创新越来越凸显出优势。煤炭开采业迅速发展，充分提升了煤炭资源的开采效率，借助先进设备，使采煤工艺技术向着大功率化、程序化的方向发展。由此可见，质量和效率是采煤技术发展过程中最重要的两个环节，值得我们去关注和提升。同时，自动化、规模化的生产是目前开采的主要特点。科学技术飞速发展，人工智能也将运用于未来。

2　采煤技术的应用研究

采煤技术的应用研究主要包括基于开放式的综合性开采技术研究、硬质定版技术的研究、硬厚顶煤技术、综合以及回采工艺、锚杆支护技术、长臂开采技术等。笔者依次来解读这些应用技术，基于开放式的综合性开采技术，这种技术主要的功能是保证顶煤的施工质量，也就是预防顶煤的破碎，对顶板的控制也有不错的效果。它是通过安装支架（一般为液压支架）了解输煤的能力，从而弥补传输机能力的不足之处，也被广泛应用在煤矿的开采上。硬质顶板技术，主要应用在土层压力较小时，通过爆破的方式来深度处理顶板，解决施工中时间的问题，可以把大量的时间应用到开采之中，大大提高了工作效率。通过煤炭二次回收减少了资源的浪费，提高了安全性。硬厚顶煤技术，这种技术主要应用在煤支撑压力较小时，能够迅速处理施工，通过爆破方式提高施工效率，与硬质顶板技术有些相似，也能够实现二次回收的效果。综合以及回采工艺，这是一种优化工艺，是配套采煤手段，将施工中的工作全面置于技术人员的掌控之下，解决原有缺陷，缩短了开采时间，提高了开采效率。长臂开采技术，主要运用在采煤的细节上，这种技术最开始是为了增加开采面积，现在开采量逐年增加，对采煤机强度要求越来越高，为了避免施工中机械故障引起不必要的安全事故，因此对支架进行改造，进一步提升了支架的刚度，安装防滑装置，这样就保证了煤炭生产的可靠性与稳定性。锚杆支护技术，这种技术开发利用的目的是提升施工的总体效率，使机械长时间的作业，在很大程度上提高了煤炭的生产量。

3　井下采煤技术研究

与发达国家的采煤技术相比，我国还存在一定的差距。现如今，科学技术飞速发展，我国的采煤技术越来越智能化和机械化，采煤效率稳步提升，因此，开采技术的研究也就成了重要问题。我国的井下采煤技术主要有综合机械化采煤技术、连采技术、普通机械化采煤技术和炮采技术。我们平时接触最多的就是综合机械化采煤技术，也就是综采技术，在井下采煤时，运用这种技术可以减小劳动强度，提高安全生产性能，也是目前应用最广泛的一种较为先进的生产技术。连采技术，连采技术首先是对煤层进行分割，然后开采和挖掘回收煤柱，对煤房进行掘进。连采技术作业的整个操作流程都是机械化的，极大提高了采煤作业的效率。普通机械化采煤技术，主要运用传统的机械方法，在顶板支护、空区处理、运输等流程运用，类似于炮采技术。普通机械化采煤技术主要分为两种方式，双滚筒和单滚筒采煤机。双滚筒和单滚筒采煤机的综合运用，不仅可以提高工作效率，还可以使技术管理工作更加便利。炮采技术主要是运用爆破的方式来进行开采，皮带传输、人力装煤、空间顶板支撑采用单体支柱，最大的缺点就是爆破后需要立刻处理开采空区。炮眼的安置是最重要的步骤，炮采技术的程序是：精确进行落煤，使煤矿均匀破碎，工作面平直，不在底部和顶部留煤，同时还要尽量缩减炸药。在爆破之前，要充分了解煤矿的各种情况。把炸药放在预定位置，利用电打眼放炮，运用人力进行装煤。最后就是处理采空区，要对采空区及时处理，根据顶板的不同特征、保护地表的不同要求，采取不同的处理方法，现在最常用的采空区处理方法是全部垮落法。

4　采煤工艺的种类及如何进行选择

采煤工艺主要是围绕着产量、效率、经济性原则进行的，采煤工艺的选择受各方面的影响，其中影响最大的是施工环境，要根据不同的施工环境选择不同的采煤工艺，充分考虑好地质、管理等多方面的因素，最终选择好最优的工艺流程。工艺流程分为各个阶段，不同阶段目标不同，工艺选择也会不同。采煤工艺主要包括综合性的采煤工艺、普通的采煤工艺、连续的采煤工艺、爆破工艺等。综合性的采煤工艺选择，这种工艺优缺点鲜明，配套的技术措施运用于煤炭生产的每一个环节，整体性进一步提高，不仅可以解放工人，使工人不用再保持高强度的作业，把精力放在了机械的运用与控制上，还可以提升煤炭的开采量，减少了资源的浪费。综合性采煤工艺的缺点是需要大量的资金支持，对资金匮乏的企业来说也是最困难的地方。连续采煤工艺，这种技术主要是把握好施工过程中的连续性，该工艺对设备有着很高的可靠性要求，只有各个环节可靠度都达到标准，整体的效率才能提高，且还要有较强的适应能力，要依靠设备之间的有效结合来满足各个环节的可靠性要求，这样不会限制设备的整体性，且安全程度也进一步提高，资金投入也比综合性的少。但是煤炭浪费现象比较严重，规模越大浪费越严重。普通采煤工艺，这是一种应用最广的采煤工艺，主要是在中小型企业中应用，且总体产量也能满足基本要求。如果遇到条件好的煤矿，产量更是相当可观。这种工艺对缺乏资金基础的中小型企业来说，确实是非常实用的。采煤过程中如果出现特殊情况，也有充足的时间对设备进行处理，最主要的是节约了成本，有利于中小型企业的发展。爆破工艺，这种工艺使用时有一定的特殊性，主要是在条件比较苛刻的环境中才能运用，比如应用于矿井很复杂难以运用机械进行施工，地质条件复杂、环境不确定性较强的环境中。虽然存在一定的危险性，但是在现实中运用的还是比较多，主要优点是成本较低、工序简单，在实际中很受欢迎。

5　井下采煤工艺的选择研究

采煤工作开始之前，要根据井下作业空间的实际条件，按照安全、高效、经济的原则选择最合适的工艺。

5.1普采工艺的适用条件

普采设备成本较低，对地质的适应性较强，如果采集面的推进距离较短、井下形状无规则，那么综采的优势就很难发挥出来，这种情况下使用普采就会取得很好的效果。该项技术比较容易掌握，操作过程也比较简单，是目前一些中小型矿井较常用的工艺。

5.2综采工艺的适用条件

综采工艺的优势非常多，不仅劳动强度小、安全性好，且生产效率较高。但是该工艺使用的设备比较昂贵，对煤层赋存条件有较高的要求，对技术人员的操作水平和管理水平也有较高要求。根据以往的经验，如果煤层赋存相对稳定，整体构造简单，煤顶和煤底的条件良好，且煤层倾斜的角度不超过55°，就可以选择综采工艺。

5.3连采工艺的适用条件

连采工艺的优势是成本较低、安全性高、适应性较强、出煤速度快，但是这种工艺的通风条件不好，且回收率不高。这种工艺对煤层的地质条件同样有较高要求，如果煤层的构造相对简单、深度较浅、煤质偏硬且煤层倾斜角在15°以内，就可以选择连采工艺。

5.4炮采工艺的适用条件

炮采工艺对煤层地质构造要求较低，适应性很强，且技术比较简单、容易操作，但是该工艺的劳动条件差、单产低，且回采率不高，资源浪费较严重。如果煤层条件不好，倾斜角度较大或地质构造复杂，就可以选择炮采工艺。

6　结语

鉴于我国丰富的煤矿资源，如何开发利用是我们面临的重要课题，如何选择与应用采煤技术和工艺对煤炭业的发展也至关重要。应结合机械工程施工中的实际，借助计算机控制技术，确保技术人员落实好细节任务，保障能源储备的准确及时探测。应根据我国的煤炭业现状，科学合理地选择采煤技术和工艺，促进其快速、高效、稳定的发展。

［1］李富欣.新形势下煤矿开采中的采煤技术分析［J］.科技传播，2011，（11）：84-85.

［2］王家臣.我国综放开采技术及其深层次发展问题的探讨［J］.煤炭科学技术，2005，（01）：140-141.

Status and application of mining technology and process in pits

YAO Jin-shan
（Fangyuan Construction and Installation Co.，Ltd.Of Shuangyashan，Shuangyashan 155100，China）

The level of mechanization in China's coal industry has gradually improved，and comprehensive coal mining technology has greatly improved the level of mining technology.Mining technology and process is the most important in the development of production which affects the efficiency of coal mining.Different environment has different requirements for mining process and technique，we should further adapt to the large-scale coal mining，strengthen research on related technologies，and promote sustainable and stable development of China's coal industry.

Coal industry；Mining technology and process；Mining in pits；Choose

2016-06-23

TD823

A

1674-8646（2016）14-0040-03