关于井下采煤技术和工艺选择研究

赵瑞平 刘玉越 杜国斌

临沂矿业集团田庄煤矿

关于井下采煤技术和工艺选择研究

赵瑞平 刘玉越 杜国斌

临沂矿业集团田庄煤矿

在我国，工业生产需要的主要能源是煤炭。虽然当下国家大力宣扬节能减排，但煤炭资源的作用基本不可替代。经济的发展带动了科技的进步，也使得井下采煤技术得到了长足的发展。我国虽然是资源大国，但资源总有耗尽的一天，而煤炭的形成也需要长时间的沉淀。在此情况下，进行井下采煤技术和工艺的分析、选择是极有意义的举措。使用科学的井下采煤技术并合理应用采煤工艺对我国工业的可持续发展有重要意义，还有利于提升煤矿的安全系数、提高采煤效率等。

井下采煤；技术；工艺选择

1 井下采煤方式的技术研究

1.1 硬厚顶煤的控制技术

由于硬厚顶煤的控制技术的处理速度快，对实际开采过程中的环境因素能够做出迅速反应，可以较好地处理采煤过程中的环境问题，所以通常被运用在开发埋深浅、支撑压力偏小的硬厚顶煤生产环境中。硬厚顶煤的控制技术有着顶煤深孔预先爆破技术和高压注水裂缝技术所具有的优势，可以说是二者的结合体，将其合理运用在硬厚顶煤生产环境中，可以达到随采随冒、提高煤矿资源回收率的效果，对煤矿企业的井下采煤工作有着非常重要的意义。

1.2 硬顶板的控制技术

硬顶板的控制技术普遍运用于地压比较小的生产环境中，它主要是运用岩石倾斜深孔爆破和压裂等手段来对硬顶板环境进行有效处理。在实际的运用中，硬顶板的控制技术与硬厚顶煤的控制技术是非常相似的，同样可以达到随采随冒的效果。不仅如此，硬顶板的控制技术还可以通过步距垮落来完成煤矿资源的回收利用，而且在实际的采煤过程中，还起到了保护地面相关设施安全的作用，再加上硬顶板的控制技术具有的多重功能性，使它成为目前井下煤炭开采过程中使用最为普遍的一种技术。

1.3 放顶煤开采技术

放顶煤开采技术是煤矿开采过程中的一种辅助技术，属于回采工艺中的一种，它主要运用在井下煤矿开采工作的进度定位上，如果能够科学、合理使用好该项技术，不仅可以有效提升采煤的工作质量和开采效率，还可以进一步优化煤矿井下开采的施工工序，所以放顶煤开采技术也是井下采煤中的一种重要技术。在实际的使用过程中放顶煤开采技术有着较多的限制条件，例如：在煤层平均厚度低于四米时、在采放比大于1：3时、在采区、工作面的回采率达不满足矿井的设计规范时、在煤层含有瓦斯等突出危险时、在矿井的水文地质条件比较复杂时，又或者是采放后存在着与地表水、老窑积水和强含水层导通等情况时，都不可以使用放顶煤开采的方式进行井下煤矿的开采。

2 井下采煤工艺的选择研究

2.1 普通采煤技术工艺

普通采煤技术工艺的适用性较强，是一种将采煤、装煤、破煤等工艺结合到一起完成的工艺，在综合性能方面较强。企业在选择采煤工艺的时候依据的原则有三个，分别为安全性生产原则、高采出率原则、经济性原则。普通采煤技术工艺遵循的就是经济性原则，从成本的角度看，普通采煤技术工艺耗费的资金相对较少，而且其工艺水平适用于多种煤炭的开采，因为其适用性高的原因，设备的调换也非常便利，市场上很容易找到替换的设备零件。再者，普通采煤技术工艺的操作也较为简单，工作人员可以在短时间内掌握工艺的操作方法，使得工程的准备阶段较快完成。但是这种工艺在开采出的煤炭数量质量方面就有所欠缺，应当考虑到实际情况的需求后慎重选择。

2.2 爆破采煤工艺

爆破采煤工艺是在煤矿的环境非常复杂的时候需要使用爆破技术进行落煤时才使用的工艺，其优点在于操作简单，工作人员上手容易，操作的时候也不易发生失误。同时爆破采煤工艺的资金消耗也很低，企业不需要承担过多的开采成本。但是，在使用了爆破采煤工艺之后，煤矿中的环境因为爆炸的关系将变得十分恶劣，对于井下作业的员工来说，会对其身体造成非常大的伤害。而且经过爆破之后煤矿的生产效率也会随之降低，开采出来的煤炭无论是开采量还是开采率都难以提高。因为这种开采技术对人员安全的威胁，所以国家规定爆破采煤工艺只能使用于地形非常复杂的煤矿区域，而且要无法使用正常的机械设备，逼不得已的时候才能使用，这也是出于安全性生产原则的角度考虑。

2.3 综合性采煤工艺

在应用综合采煤技术工艺进行井下采煤的过程中，煤矿切割、煤炭运输以及支护作业面等各个流程都需要机械化设备跌支持，相较于其他井下采煤技术工艺而言，综合采煤技术工艺有着众多优势，在井下采煤的过程中，其能够实现低能耗、高效率的工作，且对于工作人员的要求不高，工作强度不大，当前有着众多的煤炭开采企业都积极地应用综合采煤技术工艺。但需要明确的是，综合采煤技术工艺在应用的过程中也有着许多的局限性，综合采煤技术工艺依赖于机械设备，而这些机械设备的成本较高，同时其对矿井的性能要求较高，且依赖于管理人员高超的管理操作水平，因此在选择综合采煤技术工艺的过程中要注意以上几点问题。经过大量的实践经验证明，综合采煤技术工艺在煤层倾角小于50°的范围内比较适合使用。因此一些机械设备配置完善，管理人员操作要求高，且煤层倾角比50°小的井下采煤过程中可以考虑选择综合采煤工艺技术。

2.4 连续采煤工艺的选择

连续采煤工艺要求非常严格的井下煤层结构，应当科学地应用连续采煤工艺，以及确保15°以下的煤层倾斜角，煤质需要在中硬或者是硬之间，不可以太软。连续采煤工艺的功能性决定了可以在采掘井下煤矿的过程中普遍地应用，连续采煤工艺技术的特点是采掘安全性高、投入的费用少等，而这一系列的优势恰恰是进行井下煤矿采掘的根本所在。可是，任何的事物都具备两面性，对于连续采煤工艺来讲，也是这样的。尽管可以给井下煤矿的采掘带来很大的好处，可是，与此同时，也面临着一定的不足之处。具体来讲，其不足之处是由于这种工艺采掘煤矿难以实现较高的资源回收率，以及缺少安全性、通风状况差等，进而难以安全性地管理整个煤矿。

结语

综上所述，煤矿生产与发展核心就是采煤技术与工艺的合理选择与应用，这也是完成矿井高产高效的重要依据，煤矿企业的生产指标主要是由资源条件、使用的采矿技术与工艺而决定的。所以，合理地选择采煤技术与采煤工艺是保证煤矿开采高产高效的重要问题，同时也是我们在进行煤矿开采时所必须要坚持的原则。