关于井下采煤技术及采煤工艺的选择研究

关于井下采煤技术及采煤工艺的选择研究

延荣

山西乡宁焦煤集团富康源煤业有限公司  042100

摘要：煤炭是现代化工生产的主要原料，同时是电力供应的主力。煤炭的应用主要体现在四个领域：电力、钢铁以及化工、建材。而这些自然离不开对煤炭这一原料的开采，开采技术的先进性，影响着采煤生产的安全性及其对生态环境是否会产生破坏性。因此，在应用采煤技术时，需要充分关注采煤技术及与其相适应的条件，需依据采煤环境，合理选择相应工艺，继而保证技术应用可靠，不会对施工人员造成生命威胁，同时不会对周围生态环境造成破坏，以保证经济与环境发展并行。

关键词：井下采煤技术；采煤工艺；选择

电力和建材领域的，对煤炭能源的应用，主要体现在利用其燃烧用能方面，化工和冶金方面的应用，则主要体现在以煤炭为原料，生产化工产品及钢铁材料等。相对来说，煤炭以原材料的形式应用于化工、冶金生产，属于新兴领域，如新型煤化工等，是当前最为主要的研究发展方向之一。煤制甲醇、煤制油以及煤制乙二醇、煤制天然气、煤制氢气等各个方面的利用，都是煤炭新开发项目的体现。这些都离不开先进开采技术的支持，需要保证资源开采数量，同时保证资源开采质量，保证煤炭等原材料的生产，能够满足各个领域的生产需求，促进社会经济发展的同时，实现环境保护目标。

一、井下采煤技术

当前，最为常见的井下采煤技术，主要包括普通采煤技术、爆破采煤技术以及连续采煤、综合采煤技术等。

（一）连续采煤工艺

连续采煤工艺是指，以装煤、破煤为主，具体工序以开采机械的实际应用情况为依据。利用伸缩输送机，运输煤炭，利用铲车运输煤炭废料或者进行作业面整理[1]。该工艺优势主要体现在，可提升材料开采层面，成本相对低，操作相对安全等方面。

该工艺以机械操作为主，人员作业安全度较高，开采效率也相对较高。但回收利用煤炭较难，有效通风条件不足。该工艺对开采条件要求也相对较高，煤层厚度过厚，或者是煤层结构复杂等，相对不适于应用此法。

（二）爆破采煤工艺

爆破采煤工艺是当前较受欢迎的一种技术，利用爆破技术进行开采，使得该工艺适应性较强，操作相对简便，工艺操作要求不高，作业效率高。但爆破工艺在煤矿矿井环境差的情况下，应用性不强。或者在作业面积小的环境中不宜使用。若煤层倾斜程度大，或者地质条件复杂，难以实现机械采煤时，一般会选择使用该工艺。

（三）普通采煤工艺

普通采煤技术是指，在采煤作业中，按照破煤、采煤、装煤的工序安排，依次完成各项采煤工作的方式。过程中应用的采煤机械大多较为传统，胜在技术先进性不高，操作相对简单，对人员的要求不高，整体成本投入较少，适用范围广。即使是一些较为地质条件较为复杂、苛刻的区域，其应用性也相对较强。但采煤质量、作业效率方面则相对较低。

（四）综合采煤工艺

综合采煤工艺自然是指，在采矿过程中，综合性应用各类采煤技术。但该技术的成本相对较高，一般不适用于小规模、采量低的煤矿作业。而煤层相对稳定性强，库容量大且对生产效率要求较高的煤矿开采作业，建议应用综合采煤技术。该技术具有效率高、损耗低、煤炭质量高且人员数量要求不高等特点。

二、采煤工艺的优化选择

采煤工艺的选择，应结合工艺特点及具体的操作环境，综合考虑各方面影响因素，保证技术选择科学、合理，以此确保技术应用效果。如从煤层赋存条件、瓦斯含量以及开采规模、人员配置情况等角度，具体分析工艺适用性问题，可最大限度保证工艺应用可靠。

（一）煤层赋存条件

煤层是有机质、无机质共同组成的层状沉积岩体，其赋存条件是指自然环境赋予煤层存在的条件。简单理解即煤层存在的环境条件或者其他物质条件。煤层的赋存条件，决定了煤层的形态及其厚度。理论上，对待不同厚度或者形态的煤层，要选择不同的工艺进行开采。因此，强调在进行工艺选择时，要注意分析煤层赋存条件。

如分析煤层倾角在30°以下时，可选择综采工艺进行。而综合考虑经济效益等，会选择开采厚或者特厚煤层，若进一步考虑开采效率问题，则可将多项适用工艺结合起来应用，如大采高工艺以及综采放顶煤工艺的结合应用。

当煤层倾角在30°以上时，则一般选用普采工艺，以保证急倾斜煤层开采作业中，有效平衡开采设备，保证作业安全及设备的使用安全，使其免受较大倾斜作用力的影响。

（二）瓦斯含量

众所周知，矿井作业中，极容易发生瓦斯爆炸等事故，威胁工作人员的生命安全。而事故发生原因很大程度上，是工艺选择不合理，技术操作不符合矿井实际情况，对其内瓦斯含量的把控不足[2]。因此，在实际进行煤矿开采作业时，注重结合瓦斯含量等施工环境，合理选择相应的工艺。

通常情况下，煤层开采强度越高，矿井内瓦斯含量就会越高，安全威胁越大。当前，较为常用的煤层开采工艺即综放开采，产生的瓦斯数量剧增，在工作至深层矿井部位时，应适当减缓开采速度，甚至放弃综放开采工艺，改换普采工艺，予以更为合理的开展，以此保证开采安全。

（三）开采规模

煤矿开采规模，同样是影响工艺选择的关键因素。通常情况下，区域煤矿储备差异化明显，煤矿资源的总量不同，设计矿井年产量、采矿年限自然不同

[3]。综合考虑资源开采经济效益，在最大限度保障采矿质量的基础上，还应适选相应工艺，以提升采矿效率，缩短时限，降低采矿成本。

如部分矿区煤矿含量，与相应工艺设备的年产量不相匹配，存量明显小于年产量，则容易造成设备等开采资源的浪费，不利于成本效益的把控。如年产量在3.0×105t左右的矿井，适用普采工艺、综采工艺，采煤工艺选择相对灵活。

（四）人员配置情况

不同采煤工艺对人员配置的需求不同，在实际作业中，还需结合人员配置情况，合理选择相应的开采工艺。部分开采工艺，对开采人员的操作技能、操作规范程度等要求较高，需结合当前的人员配置，考虑人员技能掌握情况及操作熟练程度等，合理选择相应工艺，以免因操作不规范或者技术应用不熟练等，造成相应的危险[4]。

如当前的煤矿开采工艺中，一般融入了信息化技术，智能采矿工艺的应用逐渐成为主流，科技含量非常高。据此对技术操作人员提出的要求也就越高，既要求采矿技术掌握程度高，又要求具有一定的信息技术操作经验，能够合理操作相应的技术设备，保证采矿安全。如现有人员水平达不到这一标准，且经济条件不允许另外扩招高素质技术操作人员的情况下，就要酌情选择适用的开采技术。

结束语：

综上所述，采煤技术的应用，应充分考虑开采环境的影响及其对环境的影响。即考虑工艺与环境之间的关系，继而找到二者之间的平衡点，以合理选择相应的开采工艺，保证降低环境影响的同时，提升技术应用的可靠性，为施工人员等的生命安全提供保障。对此，在投入更多关注的同时，还应就技术的先进性提升投入更多的精力，充分考虑采煤技术对各个领域的影响，继而综合分析技术提升的方向，结合现实因素等，持续为技术的先进性提升，提供有效参考。如以原材料的方式，介入化工生产等领域时，煤炭开采的纯度、质量，是影响生产产品质量的关键。因此，在煤炭开采技术的研发方面，就要更多关注开采技术对煤炭质量的影响。更多关注煤炭技术研发及应用，关注煤炭技术的发展，是进一步挖掘煤炭资源应用价值的表现，同时是促进资源利用率提升的关键路径。

参考文献：

[1]刘二进,许向前. 井下采煤技术及采煤工艺的选择探讨[J]. 矿业装备,2021(1):34-35.

[2]席岗. 井下采煤技术与采煤工艺的选择应用[J]. 中国石油和化工标准与质量,2021,41(5):193-195.

[3]马建军. 浅谈煤矿开采中井下采煤技术及采煤工艺选择[J]. 当代化工研究,2021(12):135-136.

[4]王振宇. 井下采煤技术与采煤工艺的选择运用分析[J]. 石化技术,2020,27(5):174,185.