煤矿开采中采煤技术的应用研究

姜俊博

(陕西能源职业技术学院，陕西 咸阳 712000)

1 中国煤矿开拓特征

我国的煤炭开采已经具有较长时间的发展历史，煤炭的开采在我国长期的经济发展过程中对我国工业的发展起到了支持和推动的作用，我国煤炭资源丰富，实际开采的项目也很多，但是，开采过程中煤矿的开采技术和安全风险一直是煤矿企业采煤过程顺利完成的阻碍，采用先进的采矿技术和巷道布置技术实现采矿过程科学性的提升，保证煤矿开采的质量和效率以及人员安全的必要手段，这能够进一步促进我国煤炭工业的发展。

2 多样化采煤工艺

2.1 综采工艺

所谓的煤矿综采技术，主要是指在采煤的过程中对大量机械设备的调用，使得采煤的效率得到大幅度的提升，消除了在煤矿开采过程中对大量劳动力成本的依赖性，提升了采煤过程的安全性和连续性，不仅如此，机械化采煤设备的应用还降低了煤矿在运行过程中所需的资金消耗，实现了煤矿开采工作人员操作工作难度和复杂程度的降低，所以成为现代煤矿开采领域应用广泛且最先进的工艺，摒弃传统采煤过程中的手工作业，从而实现了在采煤过程中的连续操作，是我国最现代化的采矿方法。我国的综采工艺于20世纪70年代发展起来，近年来，我国引入了大量的综采机械，所以采煤技术中的综采工艺在我国的应用更为广泛，不仅带来了更高的采煤效率，与此同时，为煤矿的经济效益提升带来了保障，在煤矿企业的长期运营和发展过程中，装备和技术的现代化程度都对企业的可持续发展具有着重大而深远的影响，我国现阶段的综采技术已经初步实现了机电的一体化，在现代化煤矿开采的思想过程中具备了初步的机械设备基础，并且获得了初步的应用成果，大幅度降低了我国煤矿的生产和运营成本，并且提升了我国煤矿的有效开采量，也实现了煤矿资源的充分利用，但是，由于受到我国特殊的地质环境和科学技术的实际水平的局限性，综采技术的发展也存在一些问题，我国综采设备虽然已经取得了一定程度的进步和发展，但是如果与国际先进水平相比，其实仍有较大差距，比如，设备的可靠性难以保证，设备运转的效率难以达到最优，不同的综采设备之间的匹配难以实现良好的对接，设备的运行功率低下等，劳动效率低，同时，我国全机械化采煤设备的使用寿命远低于煤炭生产技术相对先进的国家，在新的采矿技术和新技术的使用上，与外国的先进技术差距相当大，这在煤矿开采设备自动化的领域尤为明显。

2.2 炮采工艺

炮采工艺也称为爆破采煤技术，主要是指在煤矿开采的过程中工作面的煤矿通过爆破的方式落下，之后在装煤和运煤的过程中均是由煤矿雇佣的劳动力实现，在实施炮采的过程中，应该采取一些如单顶支护之类的措施对煤矿的顶板进行保护，防止在爆破过程中对煤矿顶板产生损害导致事故的发生，这种煤矿开采工艺的主要优点是在设备和技术装置的投资上花费资金少，对于不同的煤矿开采条件具有更强的适应能力，在操作技术方面，更容易操作和掌握并且简化了煤矿的管理流程和制度的制定过程，所以在我国仍然普遍存在，尤其是对于煤矿的条件是薄煤和急倾斜煤矿的情况。但是，这种开采技术在我国现代化发展的背景下具有不容忽视的缺点，煤矿开采的产量和效率的低下使得炮采工艺在煤矿企业可持续发展的建设的使用中具有较大的局限性，并且爆破过程会对煤矿环境造成污染，工人的劳动强度也会由于设备自动化程度的低下而不断加强，工人的生命财产安全也难以得到保障。为了对相关的技术进行改进，我国的煤矿企业进行了长期的探索与实践，例如，在煤矿的开采中采用液压支架，刀盘支墩及横梁支撑，散热器煤，刮板输送机前铲装，刮板输送机背面装载。不仅如此，在设备选型、优化、自建机械化设备也得到了改善，但与综采技术相比，这种开采技术还没有达到综采工艺的煤矿开采水平与开采效率，煤炭的装载和运输在某种程度上仍然是手动操作，但该方法对复杂工作面爆破作业具有良好的适用性条件。在实际的炮采工艺中，需要对工作面的煤壁保持笔直，保证煤矿开采过程中的爆破方向保持正确，并且提升炮采工艺产出煤块的均匀程度，并且可以采用毫秒延期爆破工艺提升爆破的采煤效率，有效提升煤矿的煤块采出效率，另外，在装煤过程中，煤矿开采企业不能将生产出的煤矿通过自动化的设备全部直接装到刮板上，降低了煤矿开采的效率，所以在施工条件允许的情况下，也可以使用防爆装煤机完成这部分的工作。

2.3 普采工艺

煤矿开采过程中的普采工艺主要在综采工作阶段采煤机落煤，用刮板输送机等设备装车运煤结束后开始使用，通过人工施工对顶板进行单体柱的支设，进而完成后续采煤工作的采煤工艺，与综合机械化采煤技术相比，普采工艺中对人类的依赖程度较高，对设备功率的要求不高，但这种采矿技术的安全系数低，施工效率低，劳动强度低，平行梁直柱和交错梁直柱是两种这种采煤工艺中较常见的支护形式。

3 采煤工艺适用条件举例

3.1 使用条件

不同的采煤工艺是具有不同的使用条件的，只有对不同的煤矿条件选择合适的采煤工艺，才能在节省煤矿开采企业设备资金投资的基础上有效提升煤矿企业煤炭资源的开采效率，综采技术的使用极大地提升了煤矿开采的机械化程度，并且煤矿开采的安全性和开采效率也得到了保障，但是，与此同时，为煤矿企业采煤设备的购买和维护带来了大量的资金需求，为了达到更高的采煤效率和所采煤块的品质，一些煤矿公司选择从国外进口综采设备，但是，这样的设备进口导致如果设备出现故障，大量的维修保养费用随之而来，国内并不能很好地对应急的设备进行维修和管理，并且在实际的操作过程中，综采工艺对于煤矿的条件具有特殊的要求，综采工艺要求所采煤层的结构较为稳定，并且对煤矿操作人员的专业操作能力提出了更高的要求，所以，我国煤矿企业仅在地质构造较少并且煤层倾角不超过50度的情况下尝试采用综采工艺。

客观来讲，普通采矿技术的机械设备、机械功率和生产能力都不如综采采矿技术，但是，由于普采工艺中对设备的机械化水平要求较低，在不同规模的煤矿开采企业中具有较强的适应性，加之普通的采矿工艺中应用国产的机械化采煤设备就可以完成相应的操作，节省了煤矿企业的设备购置和维修保养费用，一方面成本投资相对较低，另一方面综合开采技术具有较好的适应性，因此，在我国的煤矿企业中得到了更普遍的应用。在目前普采采煤技术的应用过程中主要集中在对煤矿开采距离短、角度大的煤层开采作业中，能够有效保障在采煤工作中较为理想的采煤效率和稳定性较高的回采率，普采工艺凭借其的操作简单和易于管理的优势在中型以下的煤矿企业中得到了广泛使用。在与前两种工艺相比，爆破采矿技术对机械的要求更低，并且设备和采购成本也相对较低，与此同时，对于不同地质环境下煤层的开采较前两种工艺的适应性更强，但是，也带来了煤矿开采过程中难以降低的安全风险，对于高瓦斯矿井和煤矿瓦斯突出的煤层，采用爆破工艺进行开采会导致煤矿开采事故的发生，为了保证煤矿的安全生产和煤炭开采企业的经济效益，只有对存在急倾斜角度的煤层，才会采用爆破技术进行开采。在煤炭开采过程中，连采技术的使用实现了煤矿开采中机械化水平的提升，并且在不同的煤层结构开采过程中，均取得了良好的开采效果，并且有效见识了企业的设备投资成本，但是，连采工艺中矿井的通风问题却难以得到解决，这样的问题也会为煤炭的生产埋下巨大的安全隐患，所以煤矿的连续开采技术一般应用于房柱式的煤层开采，要求煤层具有较为简单的地质构造，并且对煤岩层的硬度要求高，适用于小角度煤层的开采，通常为中厚煤层或薄煤层，煤层的倾斜角度不大于15度。在我国煤矿开采中，连采工艺很少作为工作面的独立开采技术被采矿企业使用，一般作为一种辅助技术应用在采煤过程中。

3.2 高新技术运用

由于煤矿开采受地质条件的影响，为了能够实现采煤技术的提高，在开采技术选择之前，需要对煤层的条件采用先进的地质勘查技术手段进行充分的调研，根据实际地质情况，结合勘探情况，绘制合理的图件，并且在掌握到全面精确的勘探资料后，对煤层的制定详细的方案，选择适应煤层条件和企业规模的煤矿开采方法。此外，可以通过在煤矿开采过程中应用高新技术对煤矿巷道的安排实现科学化和合理化，采用绿色技术可以改善煤炭开采的负面影响，减轻煤矿开采对环境的污染程度。

4 结语

综上所述，在采煤过程中，灵活运用不同的采煤工艺与采煤技术，并且优化采煤过程中的管理体制，加大设备的投资力，度能够在一定程度上提升我国的煤炭开采水平和煤矿开采效率，对煤炭企业的发展具有重要意义。