煤矿开采技术及其工艺研究

张帆

（平顶山天安煤业股份有限公司五矿，河南 平顶山 467000）

一、采煤技术与工艺现状分析

（一）井下爆破采煤技术

首先是科学设计炮眼位置，需经严密的计算与分析，进而对炮眼排列加以设计，提高爆破的产煤效果；其次是装煤环节，由于煤层在经爆破后会出现部分结构坍塌，需要将散落煤炭进行装运，完成爆破采煤过程；最后是采煤区支护环节，这是保证煤层爆破后安全性的重要措施，为爆破采煤提供安全保障。

（二）连续采煤技术

该技术作为新型采煤技术，其核心设备是连续采煤机，具备回采、巷道掘进等功能，主要适用于房柱式采煤法。连续采煤技术可同时完成破煤、装煤等操作，开采效率更高，能够实现高度机械化开采。但连续采煤机的应用，对煤矿开采环境有较高要求，主要用于煤层厚度适中，煤层地质条件简单的矿井环境，这也就限制了连续采煤技术应用空间。

（三）机械化采煤技术

该技术属于常规采煤工艺，在多数煤矿开采中均有应用，提高了采煤机械化程度。对于普通机械化采煤而言，其对于开采中的煤炭装运、支护等，采用的常规处理方式，现在只要采用滚筒式的采煤机，通过螺旋桨切割使得煤层开采更加高效，配套开采设备还有刮板输送机、钢梁支护顶板等，整体煤炭产出率较高。此外，综采工艺也是机械化采煤重要代表，在采煤机械化和自动化上更具优势，较适用于大型煤矿开采。

（四）小煤矿技术改造

在煤矿产业调整中，更多的小煤矿被关停，主要因其采煤工艺与设备相对落后，采煤安全难以保障，这有助于煤矿也健康发展。中小煤矿要发展，就要注重采煤技术改造，创新采煤工艺，提高中小煤矿的采煤机械化水平。还要考虑到顶板控制在小煤矿中难以发挥技术优势，这也是小煤矿事故重要诱因，所以要加强小煤矿中顶板及底板控制，保障开采安全。

二、采煤技术与工艺的选择探究

（一）综合机械化采煤工艺

在煤矿开采中，综采工艺的优势较为显著，具有更高的机械化水平，已成为采煤工艺的重要发展方向，在大中型煤矿中多有应用。综采技术的优势体现在以下几个方面：资源损耗少，生产效率高，安全隐患少，降低采煤工人劳动强度等。但是综采技术也有明显的不足之处，采煤设备耗资巨大，设备方面投入较大，对于生产系统的要求较高，并且对综采设备操作人员素质要求很高，很多中小煤矿企业不能很好地满足其使用要求，因此综采工艺在实际煤矿生产中并未得到普及。与此同时，综采技术对煤的存储条件要求也很严格，需要保证煤层结构的稳定性，防止出现断层现象，不利于综合机械化采煤工作的顺利进行。目前来说，在采用这项技术的过程中，主要是考虑安全因素。在条件允许的情况下应用综采技术，能够有效减少煤矿安全事故，增加采煤生产经济效益。

（二）普通机械化采煤工艺

该工艺在实际煤矿开采中有着很好的适应性，又被称为普采工艺，具有更广泛的应用空间。其主要工作原理是通过采煤机来完成相关工序，提高工程的机械化水平，减少不必要的工作量。但是在使用普采设备的过程中，采煤效率往往不尽人意，煤矿产量不达标。经不断发展，高档普通机械化采煤也得到了较好应用，在进行支护和空顶的过程中主要依靠人力实现，采用液压支柱的方式能够大大提高顶板的稳定性，减少工人劳动量的同时又提高了工作效率。采用普采方式虽然存在着很多不足之处，但是相对于其他采煤工艺其优点也十分明显。首先相对于综采工艺来说，普采方式耗资更少，产煤的经济效益更高，能够很好地适应各种复杂工况，也可以将其应用于中厚层，与此同时辅助性系统的配置也一定要到位，能够有效降低施工的操作难度。在中小型煤矿中经常会用到这种开采方法。将液压支柱应用于高档普采，效率提升明显，在此基础上提高了采煤的机械化程度，有利于采煤企业获得竞争优势。

（三）爆破采煤工艺技术

使用爆破方式落煤，对定向准确性要求较高，爆破采煤的煤块均匀、煤壁平直，对后期支护影响小。所以，使用毫秒延期定向爆破技术，可以在一定程度上减少爆破的时间，提升出块效率。因为爆破落煤之后有一部分会进入输送机，所以只需要工作人员进行很短时间的装煤工作。此外，有许多机械设备能够高效地辅助工作人员进行装煤。生产中可使用爆破震动较小的开采设备，或者使用一些智能化的自动开采设备。并且还需要全方面地分析所用工艺的安全性、经济性以及对周围环境与居民生产生活所带来的影响，加工时所用的设备也最好使用自动化、智能化的设备，在一定程度上减少人工环节。相关技术人员必须制定完善的、科学化的爆破设计，详细设计钻孔、炮孔验收、装药、充埴堵塞等环节。测量台阶高度、最小抗线，并结合地形、地质确定各个炮孔。需要注意的是，孔深度的误差范围必须要维持在 30 cm 以内，倾角维持在 2 以内，孔距、排距也必须维持在 30 cm 以内。

结束语

综上所述，为达到更高效率及安全性要求，采煤技术与工艺的选择较为关键，应当充分结合煤矿开采条件，选择更为适用的采煤技术，创造更高经济价值。当前，在先进科技的推动下，采煤技术与工艺获得极大提升，有着较高发展潜力，同时也为采煤作业提供更多技术选择空间，这也是采矿事业发展的新动力。