井下采煤技术及采煤工艺的选择

井下采煤技术及采煤工艺的选择

张川1,李薄2

延安市禾草沟一号煤矿 陕西 716000

摘要：随着科学技术的发展，煤矿开采技术也得到了发展。鉴于中国大部分煤炭是通过井工开采采出来的，井下采煤技术得到了较为长远的发展。采煤技术由早期的炮采技术，发展到现在的综采技术和智能化开采技术。煤矿开采的集中化程度大幅度提高，且开采的安全性和生产的效率也得到了大幅度提高。这使得在煤矿开采中有更多的采煤工艺可供选择，而且这些采煤工艺都得到了大规模的应用，已经比较成熟。在这种情形下，如何选择合适的采煤工艺是关注的重点。

关键词：井下；采煤技术；采煤工艺

1井下采煤技术工作的主要特点

1.1采煤工作难度较高，开采过程繁琐复杂且具有危险性

在现阶段，我国煤矿开采的主要方式便是露天矿场开采以及井下煤矿开采，在这两种煤矿开采方式中其井下煤矿开采的难度和复杂繁琐性远远大于露天矿场开采。在井下煤矿开采过程中，井下环境较为恶劣，其空间较小。对于开采工人而言开采工作存在着一定的难度。

此外，煤矿井下所蕴含的煤矿资源更是远远多于露天矿产，所以我国煤矿产业需要大力发展的方面便是井下煤矿开采[1]。但是，对于很多煤矿企业而言井下煤矿位于地底深层，在开采过程中往往需要专业化的开采探测设备，更要根据探测设备对地下煤矿煤层的走向进行具体化的分析，这也让井下煤矿开采工作的难度提升了一个等级。相比于露天矿场开采，井下煤矿开采过程中往往会因为煤层中甲烷等易燃气体的渗漏出现爆炸，大大威胁着煤矿工人的安全以及煤矿企业的财产安全。

1.2煤矿开采方式的差异性，效益出现较大的不同

当前煤矿企业的井下煤矿开采工作中，其主要的开采方式便是放顶煤开采和长臂式的开采方式，对于这两种采煤方式，随着经济水平的提升和采煤技术的进步井下采煤在开采过程中往往需要利用定向化的钻进勘探技术，所以这就需要煤矿企业要对井下深层次的煤层分布进行分析，结合煤层走向时刻更改煤矿开采的具体位置，进而实现煤矿开采效益最大化，对于井下煤矿开采方式的差异性，呈现出效益的较大不同。

2井下常见的采煤技术

煤矿井下采煤技术是相对于露天开采而言，其难度比较大，因为很多煤矿都是在地下埋藏着，对于这种情况，就需要使用井下采煤的形式。想要保证煤矿井下采煤工作有序进行，完成最终的采煤要求。

作为煤矿相关企业和人员，就要掌握煤矿井下采煤技术的相关内容，主要包含以下几个方面。

第一，煤矿井下采煤技术存在一定难度，并且具有复杂性和多样性等特点。在对相关采煤技术进行选择和使用过程中，应保证其科学性。

第二，在选择煤矿井下开采方法时，不同选择会出现不同结果，产生不同生产效益。所以，在开展相关工作时，应重视采煤计划和方法的合理编制，为采煤作业有效开展创造有利条件，保障施工人员的生命安全同时，还应重视采煤设备的稳定性，在实践中积累经验，从而完成采煤任务，为后续采煤技术的提升提供重要保障。

2.1 综采技术

综采技术是一门依赖先进机械设备进行施工的技术，施工流程涉及设备采煤、装煤、运输、支护作业和后期的采空区处理工作。这种技术的主要优点体现在：(1)大幅度提高了煤矿的出煤率，同时保障了采煤人员的人身安全。(2)利用先进的机械设备取代人工，降低了采煤成本的同时还规避了许多人工劳动容易产生的瓦斯中毒、疲惫滞工等问题，使得采煤工作的连续性得到了保障。

然而，井下施工环境复杂，要想保障机械设备正常运转，就要投入更多资金维护设备，避免由于机械设备故障造成滞工，进而造成煤矿企业开采成本的增加。

2.2 炮采技术

炮采技术又称为爆破采煤工艺，是一种用爆破方法破煤，再装煤、运煤的技术，需要炸药作为主要的工作材料，也是我国传统采煤工艺之一。炮采采煤工艺共历经三个发展阶段：第一，建国初期推行的长壁采煤工艺；第二，1960年代中期运煤技术的整体提高；第三，1980年代从采煤机械设备到技术手段的全方面改善。虽然炮采采煤工艺适用于许多情况较为复杂的施工环境，但其危险性也不容忽视。随着我国采煤技术和设备的不断革新，为避免安全隐患，炮采技术已经渐渐退出历史舞台。

2.3水力采煤技术

水力采煤技术，顾名思义就是依靠水的压力破落煤矿，再进行输送和开采任务的技术方式，是我国较早开始应用的采煤技术之一。在早期应用水力采煤技术时，大多使用中压水流破落煤层性质较软的部分。性质较硬的部分则采用更高压力的水流，以此实现破落煤体的目的。在适宜的施工环境中，水力采煤工艺的优点包括：(1)操作简便，省时省力，(2)保证生产效率的同时，也能保证经济效益。(3)安全性较好。由于优点诸多，许多国家都对这水力采煤技术进行了试验和研究，形成了很大的生产规模。

2.4 综放技术

针对不同地区煤炭资源的分布情况，施工人员会选择露天开采或井下开采。综放技术是保证井下采煤高产的方法之一。虽然采用综放技术在井下进行采煤作业难度较大，但是此项技术能够很好的保证井下巷道的使用效率，在一定程度上为煤矿企业节约成本。影响综放技术实施效果的原因有二：第一，采煤机割煤的高度问题。第二，放顶煤液压支架的稳固问题。虽然此项采煤技术出煤量很大，但是浪费的煤炭资源也很多。综合来看，该技术还存在一定的安全隐患，有待进一步研究和完善。

3采煤工艺的选择分析

3.1 煤层赋存条件

在选择采煤工艺时，首先需要考虑的是煤层的赋存条件。其中，煤层的倾角和厚度对于采煤工艺的选择起着关键作用。对于倾角不大的煤层（小于30°），大多数可以选择综采工艺。出于经济性考虑，目前中国大多数煤矿选择厚及特厚煤层进行开采。为了提高特厚煤层的开采效率，应该考虑采用大采高工艺和综采放顶煤工艺。目前，对于倾角较大的煤层，多选择普采工艺。这是因为急倾斜煤层开采时，综采所使用的设备很难保持平衡，很容易导致设备因承受较大的倾斜作用力而损坏。

3.2 瓦斯含量

煤层的瓦斯含量影响煤矿安全生产和采煤工艺的选择。煤层开采的强度越大，其释放的瓦斯就越多，对矿井安全生产的威胁也就越大。在开采厚煤层时，要根据煤层中的瓦斯含量来选择合理的采煤工艺。目前，在开采厚煤层时常选择综放开采工艺，由于开采的强度一般比较大，在开采过程中所释放的瓦斯量很大。特别是开采深部煤层时，煤层中所残留的瓦斯量也会很大，在开采过程中一定要保持适当的开采速度，并加强矿井通风。因此，当煤层中瓦斯含量较大时，应该放弃综放开采工艺，选择更为稳妥的普采工艺。

3.3开采规模

由于各个煤矿的资源储量不同，设计的矿井年产量也不同。为了保证所选择的采煤工艺的经济性，采煤工艺应与矿井产量相匹配。也就是说，采煤工艺能满足矿井产量而不出现太多富余。若采煤工艺的能力远大于矿井的设计年产量，可能会导致矿井的服务年限不够，机械设备难以得到有效的利用。

3.4 人员配置情况

先进的采煤工艺对人员的配置要求比较高。由于煤炭行业属于高危行业，具有一定的特殊性，很难招聘到一些具有较高素质的人才，这极大地限制了煤矿开采时所采用采煤工艺功能的发挥。在智能化采煤工艺的应用中，需要大量的掌握信息技术的人才，而这个条件很多煤矿不具备，严重限制了中国煤矿采煤工艺的升级。

4结语

如何选择合适的采煤工艺是煤矿企业关注的重点。在煤矿开采进程中，煤矿开采技术经历了由炮采技术向综采技术的转变。采煤技术的进步伴随着更高的开采效率和安全性。在选择采煤工艺时需要考虑煤层赋存条件、瓦斯含量、开采规模和人员配置情况。希望所研究内容可以为认识煤矿开采技术的发展和采煤工艺的选择提供一定的参考。

参考文献：

[1]苏乐斌.浅谈煤矿开采中井下采煤技术及采煤工艺选择[J].石化技术,2020,27(10):188-189.

[2]王高云.井下采煤技术与采煤工艺对生产的影响[J].矿业装备,2020(05):82-83.

[3]刘四虎.井下采煤技术及采煤工艺的选择分析[J].西部探矿工程,2020,32(04):97-98.