井下采煤技术与采煤工艺选择研究

井下采煤技术与采煤工艺选择研究

马乐 魏强

鄂尔多斯市泰普矿业工程有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 017205

摘要：煤炭属于世界各国比较重要的能源之一，其对于推动经济社会的发展起到了至关重要的作用。而井下采煤技术及工艺的选择将会直接决定煤矿井下采煤工作能否安全、高效进行，并且对煤矿企业的市场竞争力高低起到决定性的影响。在新时期，随着可再生资源和清洁能源的不断出现，煤矿行业逐渐走向萧条，严重影响煤矿企业的发展，此时就需要对采煤技术及采煤工艺进行科学、合理的选择，在确保采煤效率和质量的同时，提高煤矿行业的市场竞争力。

关键词：煤矿井下采煤；采煤技术；采煤工艺；选择分析

一、井下采煤技术与工艺现状

1.1综合机械化采煤技术和工艺

综合机械化采煤技术，简称综采，是指将机械化设备应用于井下采煤作业的全过程，包括采煤、输煤和采空区后续加工作业。综采是地下采煤技术的主要发展方向。割煤处理主要包括了破煤和装煤两个阶段，常用的设备主要有刨煤机和采煤机。运煤是指将割煤处理后的产品通过带式输送机完成运输。采空区的后续处理方式多样且成本一般都较低，煤炭企业可根据自身情况或煤矿的具体情况进行选择。综采技术因为采用了全流程的机械化设备，因此作业效率、作业安全程度较高，也降低了井下作业人员的劳动强度。

1.2连续采煤技术和工艺

连续开采技术简称连续开采。连续采矿是发达国家普遍采用的采矿技术。通过连续使用成套设备完成开采作业，对地下煤层结构要求较高。由于目前技术水平有限，我国在实际开采工作中很少采用连续开采技术。连采技术能同时完成掘进和开采两道工序，因此工作效率较高，对人力成本的需求较低。通过在现场架设锚杆，使用连续采煤机可进行破煤和装煤的操作。此外，在具体采煤过程中还能根据现场情况及时回收煤柱，从而降低了资源的浪费率。

1.3普通机械化采煤技术和工艺

普通机械化采煤技术简称普通采煤。该方法在采煤过程中采用人工操作和机械化操作。采用人工操作的主要功能是降低人工成本和节约资金。因此，煤炭企业仍在考虑从自身利益出发，采取通用的开采方式。由于在用普采仍需使用大量井下作业人员，因此造成了极大的人力资源浪费。普采中装煤、落煤环节主要还是通过使用机械化设备来完成，主要采用的是单滚筒采煤机和双滚桶采煤机两种方式。此外，在厚煤层的开采过程中，使用单向割煤的方式。

二、井下采煤技术

2.1综合机械化技术

综合机械化技术主要需要应用大量的机械化设备开展采煤工作，这种技术主要致力于减少人员的工作量，在当前的井下采煤过程中，这种技术被应用得比较广泛。综合机械化采煤技术的安全性较高，在实际操作过程中，工作人员需要具备较高的专业技能。这种技术的使用一般需要在完成割煤流程之后，利用采煤机对煤炭进行处理，使其能够通过转载机、输送机等设备将煤炭运输至工作面。在利用这种技术开展采煤工作的过程中，需要对其开展支护施工，利用及时支护或者滞后支护的方式增强技术效用。

2.2连采技术

破煤和装煤是井下采煤工作的重要内容，在实施这些内容的时候，施工人员可以利用连采技术，进行连续采煤。在使用这项技术的过程中，需要运煤，工作人员就可以使用梭车或可伸缩式输送机，在开展支护操作的过程中可以应用锚杆，然后使用铲车对物料进行搬运并且清理工作面。在应用连采技术的过程中，施工人员可以将煤层切割成规则的形状根据实际的煤层确定煤块的宽度和长度。但是在实际应用过程中，连采技术还存在一定程度的局限性，工作人员需要在煤房中开展相关操作，导致这项工艺的应用范围较小。

2.3爆破采煤工艺

爆破采煤工艺，此工艺指的是在进行井下采煤时，破煤是通过爆破的方式完成的，装煤则通过爆破、人工以及机械等方式综合作业，工作空间顶板由单体支柱支护的采煤工艺。此采煤工艺，无论是在运煤方式、工作空间支护还是在采空区域处理等各方面，都与普通机械化采煤工艺大致相同，不同之处在于装煤方式。爆破采煤工艺的显著优势在于其所需采煤设备相对简单，更加适用于一些地质相对复杂的采煤区域。

2.4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进行采煤作业。

三、煤矿井下采煤工艺的选择

3.1综采工艺的选择

在井下采煤过程中，综合采煤技术工艺的选择最好从煤矿切割、支护作业、煤矿运输等多个方面展开。同时与其它采煤技术工艺进行对比可以发现，综合采煤技术具有所方面的优势，其可以达到高效率与低能耗工作。但是，在实际应用过程中，综合采煤技术工艺也出现了或多或少的缺陷和不足，且对机械设备产生了过多的依赖，其对机械设备的投入成本比较高，进而对矿井性能提出了较高的要求。此外，综合采煤技术工艺主要适用于煤层倾斜角<50°的煤层。

3.2普采工艺的选择

在进行煤矿开采过程中，普通采煤技术工艺一般要求在规定时间内完成煤矿的爆破、支护、采煤、装煤等工作。对于煤炭企业而言，在选择井下采煤技术与采煤工艺时，要对成本问题给予最先考虑，因为普通采煤技术工艺所需要投入的设备成本比较低，这样一来就可以达到节约成本的目的。但是，普通采煤技术工艺虽然节约了成本，然而其质量相对比较差。此外，从性质角度进行分析也可以发现，普通采煤技术工艺在复杂地质条件下得到了广泛的应用。

3.3炮采工艺的选择

通常情况下，爆破采煤技术一般是借助爆破的方式来达到落煤的效果，并通过机械与人工来完成装煤工作。要想提高爆破采煤技术的有效性，就要把爆破、机械与人工结合在一起，该过程对爆破采煤技术所提出的要求比较低，各个环节的具体操作比较简单，且具有较高的应用频率。然而，从全局角度进行分析可以发现，爆破采煤技术的实际应用存在一定的局限性，在一定程度上阻碍了该技术的发展。此外，根据相关规范和标准所提出的要求，如果机械开采无法进行的，可以选择爆破采煤技术，同时倾斜角度比较大、地质比较复杂的煤层，也可以选择爆破采煤技术。

3.4连采工艺的选择

在进行煤矿开采过程中，对连采技术进行相应多的使用，也是一个重要的选择。煤矿开采应用连采技术，能够提高煤矿开采的出煤速度，减少相应的开采成本，提高开采的安全性以及稳定性，同时也拥有较高的机械化程度。此外，连采技术的缺点是较差的通风条件。在进行煤矿开采过程中，应用连采技术需要的条件是，开采煤层的倾角≤15°，较为简单的煤层构造以及煤炭较浅的埋藏深度。在进行中等规模或是大型规模的煤矿开采时，连采技术能够称为一种辅助方式。现阶段对于连采技术，仍然有很大的发展空间，对其中存在的问题，仍然需要加强相关的研究，促进煤矿开采的顺利完成，促进煤炭资源能够进行充分的开发。

结语:

井下采煤技术与采煤工艺是煤矿企业进行煤矿生产的关键，如何选择采煤技术和采煤工艺，使井下采煤安全高效地运作，使企业的经济效益达到最大化，是每个煤矿企业都无法回避的重要问题，这就需要认真分析每种采煤技术和采煤工艺的优点以及缺点，综合考察煤层的实际情况、设备的状况以及企业的成本承受能力，将采煤技术与实际情况相结合，依据环保、安全、高效的原则，才能选出实用性最强的工艺。从而推动我国煤矿开采的发展。

参考文献：

　　[1]张鹏飞.井下煤矸分离及综合机械化固体充填采煤技术研究[J].机械管理开发,2017,32(10):131-133.

　　[2]刘子平,李常厚.加强掘进管理技术,提升煤矿的市场竞争力[J].科技与企业,2016,(04):76.