浅析煤矿井下开采技术与采煤工艺的选择

边江

【摘 要】煤矿井下开采技术是确保煤矿开采质量和开采安全的核心，并且在一定程度上影響着煤矿矿区的生态环境。论文首先介绍了当前应用较为广泛的煤矿井下开采技术，然后具体讨论了普采、综采、连采以及炮采等采煤工艺的选择，希望对我国煤矿开采水平的提升有所裨益。

【Abstract】Coal mine underground mining technology is the core to ensure the quality and safety of coal mine mining， and to a certain extent affects the ecological environment of coal mine. This paper first introduces the widely used coal mine underground mining technology， and then discusses the technology selection of general mining， fully mechanized mining， continuous mining and blasting mining， hoping to improve the level of coal mining in China.

【关键词】煤矿；井下；开采技术；采煤工艺；选择

【Keywords】coal mine； downhole； mining technology； coal mining technology； choose

【中图分类号】TD823 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）02-0156-02

1 引言

对于煤矿企业来说，煤矿井下开采技术是重要的竞争指标，各煤矿企业都十分重视对煤矿开采技术的研发与更新，同时，也进行了采煤工艺的完善工作，并且随着我国的煤矿井下开采技术与采煤工艺的逐渐成熟，我国煤矿的开采效率和开采质量也得到了大幅度提升。在此背景下，加强对煤矿井下开采技术与采煤工艺选择的研究，对于帮助煤矿企业更好地发展有着积极的促进意义。

2 煤矿井下开采技术分析

2.1 长臂开采技术

该技术常用于倾斜度较小的薄煤层，并且该技术所使用的机械设备的体积和功率都比较大。这是因为，倾斜度较小的薄煤层一般都具有煤层薄、厚度小、采高低以及煤质硬的特征。在实际开采过程中，该技术的应用，不仅能够有效保证煤矿开采效率的稳定性，还能有效提升煤矿井下采煤的安全性，是煤矿井下煤矿开采的核心技术之一[1]。

2.2 放顶煤开采技术

该技术主要用于辅助煤矿开采工作的进度控制，其合理、有效应用可以对煤矿井下开采作业工序进行优化，进而能够提高煤矿开采质量、开采安全和开采效率，因此，放顶煤也是重要的井下煤矿开采技术之一。需要注意的是，该技术的使用有着诸多限制条件，具体来说，以下情况均不可使用放顶煤开采技术：①煤层平均厚度小于4m；②采放比大于1：3；③采区及工作面的回采率不满足矿井相关规范要求；④存在严重的瓦斯危险；⑤水文地质条件较为复杂，尤其是采放后存在强含水层、地表水与老窑积水的情况[2]。

2.3 硬顶板控制技术

该技术主要用于处理掩埋在地下的硬顶板。在实际作业过程中，硬顶板控制采集技术的应用可利用来自岩层的压力和定向水力进行压裂和爆破，进而能够有效提升煤炭的回收利用率。该技术在应用时，采煤布局设置的科学性和合理性不仅能够有效帮助顶部煤炭回收工作的进行，还能有效提升井下煤矿开采作业的安全性，也是当前应用较为广泛的煤矿井下开采技术之一[1]。

2.4 硬厚顶煤控制技术

硬厚顶煤控制技术常用于开采埋深浅且支撑压力偏小的硬厚顶煤煤层，具有灵活性强、处理速度快等优势。其合理应用，不仅能够有效做到随采随冒，还能有效提高煤炭资源的回收率，对于煤矿井下煤矿开采工作的进行有着积极的促进作用[2]。

3 矿井采煤工艺分析

3.1 普通机械化采煤工艺

普采即应用传统的机械采煤方法来进行破煤、装煤、运煤以及支护等作业工序的工艺，在煤矿井下开采作业中占据着关键的基础地位。在实际应用中，为确保上述作业工序的连续性展开，技术人员需要首先对井下开采环境有一个全面了解，然后对各采煤工序进行合理安排，进而能够有效提升煤矿的开采效率。普采工艺所使用的机械设备一般有两种，即单滚筒采煤机和双滚筒采煤机，其中，单滚筒采煤机一般设置在工作面下侧，而双滚筒采煤机设置在工作面的两端，以此来缩短采煤工作面的长度，提高采煤效率及装煤效果[3]。

3.2 综合机械化采煤工艺

以往煤矿井下开采作业所涉及的内容通常包括破煤、装煤、运煤、支柱支护以及采空区处理等，这些作业内容虽在一定程度上实现了机械化，但依然无法脱离人工而独立进行，不仅作业效率极低，安全事故也频频发生。而综合机械化采煤工艺的研究与应用，不仅有效突破了传统煤矿井下开采技术的桎梏，还有效提升了采煤作业效率和作业安全，为井下煤矿开采的机械化、自动化发展做出了巨大贡献，是当前较为先进的采煤工艺之一[4]。

3.3 连续采煤工艺

连采即应用成套的采煤设备进行煤矿井下开采作业的采煤工艺，其应用优势十分明显，较高的安全性、较低的投资以及较强的适应性使其成为当前实用性较强的采煤工艺之一。但是，连采工艺的缺陷也较为突出，主要表现为通风性差和煤炭资源的回收率低。其实际作业过程如下：首先应用连续采煤机在煤房进行破煤及装煤作业；然后开采出来的煤炭资源会由可伸缩的输送机运出；最后，利用锚杆支护技术来开展支护工作。

3.4 爆破采煤工艺

炮采，即爆破采煤工艺，其应用过程如下：第一，爆破落煤。应用爆破采煤工艺进行破煤时，为确保煤层顶板、支柱以及运输机不被破坏，技术人员应对雷管数量和炸药量进行严格控制，确保爆破的精准性，最大限度保障煤矿破碎的均匀性以及工作面平直；第二，装煤及运煤。炮采装煤与运煤的方式同普采类似，需要注意的是，爆破作业完成后，炮采工作面上会遗留一定数量的原煤，因此普遍采用运输机结合人工的方式来进行装煤作业；第三，工作面支护及采空区处理。当前炮采工作面常用的支护方式主要为单体液压支柱与金属摩擦支柱支护方式，而采空区的处理则主要应用的是垮落法。

4 采煤工艺选择

4.1 普采工艺的选择

普采工艺应用的核心在于能够将破煤、采煤以及装煤等工序的作业时间控制在一定范围内，以确保机械化运煤的作业效率。该工艺虽然没有较高的机械化水平，但是，其成本优势十分突出，是部分地形较简单且煤炭质量不高煤矿的首选。需要注意的是，该工艺在应用时，需要技术人员根据煤矿井下具体条件进行工艺流程规划、设备选择以及人员配置等工作，确保煤矿开采效率和开采安全[3]。

4.2 综采工艺的选择

较普采而言，综采工艺不仅煤矿开采效率较高，对能源的消耗也相对较少，但是，该工艺所使用的机械设备较为昂贵，因此，即使该采煤工艺的应用可以有效提高煤矿井下开采作业的安全性，在实际应用中还是受到了一定的限制。一般来说，矿井生产系统良好、煤层比较稳定并且顶板条件也良好的情况下都可以应用综合机械化采煤工艺。

4.3 连采工艺的选择

连采工艺的应用对煤层的地质条件要求较高，只有满足煤层厚薄适中、深度适中并且煤层结构较为简单的条件的煤层才能应用连采工艺进行作业。此外，连采工艺不能应用于距离比较近的煤层群，必须保证一定的距离。因此，连采工艺常用于大型煤矿井下开采作业，并且多用于辅助其他煤矿开采工艺的开采作业。

4.4 炮采工艺的选择

炮采工艺具有适应性强，技术装备投资小，操作工艺易掌握，易管理等优点，其缺点主要为生产效率低、单产低，作业条件差等。据我国煤矿开采相关技术政策规定，应优先选用机采工艺采煤，对于一些不适合采用机采工艺采煤的煤层，也可选用炮采工艺采煤。当前，国内部分地质构造较复杂煤层与部分急倾斜煤层，较适合应用炮采工艺進行采煤作业[5]。

5 结语

我国煤矿的赋存条件，总体来说是较为复杂的，并且煤层的赋存条件不同，煤炭的井下开采环境也存在较大的差异，因此，面对多样化发展的开采技术与采煤工艺，各煤炭企业需要具体情况具体分析，根据煤层的具体赋存条件，结合各种采煤工艺的适用条件进行综合考虑，能够在切实保障煤矿开采安全的同时，最大限度提高开采效率，并进一步促进煤矿企业的可持续发展。

【参考文献】

【1】王晋正.井下采煤技术和工艺的选择及应用分析[J].煤，2016，25（12）：75-76.

【2】赵杰.关于井下采煤技术和工艺选择研究[J].现代工业经济和信息化，2016，6（19）：44-45+49.

【3】马志强.井下采煤技术及采煤工艺选择与安全开采分析[J].科技创新导报，2017，14（14）：95-96.

【4】刘杰.煤炭井下采煤技术及工艺选择研究[J].现代工业经济和信息化，2017，7（05）：74-75+114.

【5】沈树海.井下采煤工艺选择及安全开采研究[J/OL].机电工程技术，2017（11）：127-129.