淺析煤炭開采技術與采煤工藝的選擇與應用

賀家席

（山西煤炭運銷集團保安煤業有限公司，山西 陽泉 045021）

引言

我國是煤礦儲量大國，煤炭資源也是我國經濟發展的重要的原動力。煤炭生產技術與采煤工藝在我國經歷了由落后向先進發展的一個漫長的歷程。采煤工藝也由原來的人工采煤發展為以機械化開采為主的開采方式，這不僅降低勞動強度、提高生產效率，也大大提高了煤礦生產的安全性。采煤技術的發展，為我國經濟發展、安全發展做出了重要貢獻。

1 簡析當前我國采煤技術的發展

我國煤炭資源儲量豐富，煤炭作為一次性消耗能源，占我國一次性消耗能源的比例非常大，據有關統計，達到了75%以上。開發利用煤炭資源也是我國經濟發展的一項重要支柱。我國采煤技術與采煤工藝有多樣化的發展，選擇面較廣。提高和完善固有的采煤技術與工藝，在保障安全的基礎上大膽創新，開發利用新技術、新工藝，推廣先進的綜合機械化采掘工藝，對促進采煤業的發展、有效開發利用煤炭資源非常重要。連采化技術設備的應用，使煤炭資源的開采效率得到了長足的進步。一些先進礦山設備的廣泛應用，大大地提高了機械化生產水平，促進了我國采煤技術和采煤工藝正向綜合化、高效化以及集成化的方向穩步發展。目前，我國采煤技術、工藝及采煤質量、采煤效率及安全性都有了很大的提高。

2 采煤工藝分析

2.1 綜合機械化采煤工藝

綜合機械化采煤工藝簡稱綜采工藝，是一種用機械來開采煤層的工藝，主要包含工作面破煤、裝煤、運輸、工作面支護、處理回填采空區等生產工序。適用于煤層穩定、頂板層堅硬，沒有斷層且煤層較厚的工作面。綜合機械化采煤工藝主要工作設備有：工作面設備包含采煤機、自移式液壓支架、刮板運輸機等，平巷設備包含轉載機、破碎機、可伸縮膠帶機等，液壓系統包含乳化液混合箱、進回液主管路；控制系統包含控制臺、聲光信號、擴音電話及線路，供水系統包含冷卻水、噴霧泵、水箱、管路，供電系統包含高壓線路、開關、移動變電站、配電開關、線路等。綜合機械化采煤工藝在機械化設備和技術的支持下連續作業，能大幅提高產量和效率，降低采煤工人的勞動強度，提高采煤的安全性。采用綜采工藝，資源回收率更高，能同時實現高產量、高效益，是屬于目前先進且安全的采煤工藝。

相對于其他類型的采煤工藝而言，綜采工藝具備以下優點：高效高產、能耗低、安全有保障以及降低采煤工人的勞動強度等。這種技術在我國綜合機械化采煤工藝的推廣中經歷了一個比較艱難的歷程，因為綜合機械化采煤工藝需要的設備較昂貴，要求的配套生產系統和管理水平高，對技術和操作要求嚴格，很多煤礦企業，特別是中小型煤礦投資不劃算，管理及配套也難以達到要求。另外綜合機械化采煤工藝對煤的賦存條件要求也較高，要求煤層較厚，構造穩定簡單，沒有斷層等特殊地層，這也在一定程度上限制了綜合機械化采煤工藝的推廣及應用。目前，我國部分地區強制要求推行綜合機械化采煤工藝，是出于安全角度來考慮的。如果條件適合，應用綜合機械化采煤工藝及提高安全性，也提高采煤的效率和經濟效益。

2.2 普通機械化采煤工藝

普通機械化采煤工藝簡稱普采工藝，普采工藝是一種適應性較強的采煤工藝，在我國煤炭開采中得到廣泛的應用。普通機械化采煤工藝是通過采煤機來破煤、裝煤作業。普通機械化采煤工藝主要的工藝設備有：采煤機、可彎曲鏈板輸送機和摩擦式金屬支柱、金屬頂梁設備，實現了前三工序機械化，減低了勞動強求。但普采設備功率較小，效率低，出煤量不高。高檔普通機械化采煤，簡稱高檔普采，主要工藝設備有：采煤機、可彎曲鏈板輸送機、液壓支柱和金屬頂梁。采煤工序的前三工序完成機械化。高檔普采支護和控頂雖為手工操作，但是有液壓支柱，使得頂板更安全，勞動強度也大為減輕，效率更高。

普通機械化采煤工藝雖然勞動強度相對較高，安全性低于綜采工藝，出煤量也不及綜采工藝高，但是普通機械化采煤工藝的應用優勢也很廣。普通機械化采煤工藝所用的機械設備價格遠低于綜合機械化采煤工藝，大約為后者的25%，但是在同等條件下出煤量也較高，出產量為后者的35%～50%，且適應性比綜采工藝強，能適應更復雜的環境和地質條件，在薄層及中厚煤層中都能很好地應用，且對配套系統的要求和管理、作業的靈活性較高，操作相對簡單。因此普通機械化采煤工藝更廣泛地應用于我國中小型煤礦。高檔普采增加液壓支柱，更安全、更高效，因此通過對普通機械化采煤工藝的改進，可以有力的推動采煤工業的機械化程度。

2.3 炮采工藝

炮采是利用炸藥將煤從巖體中剝離來，并根據要求將煤爆破成預定大小的塊狀，以利于后期開展、裝運等作業。炮采需要用礦石專用炸藥，一般有硝銨類炸藥、水膠炸藥、硝化甘油炸藥以及乳化油炸藥等。炮采工藝在我國小型煤礦及地質條件復雜的煤礦應用較多，炸藥一般用的是硝銨類炸藥，種類有銨梯炸藥、銨油炸藥、銨松蠟炸藥以及含水硝銨類炸藥等。如有煤塵爆炸危害或瓦斯爆炸可能性的采煤工作面，不得擅自炮采，需經相關部門批準，使用專用的煤礦允許炸藥，且要符合國家安全規程的規定。近年來炮采工藝技術及裝備改進革新，摩擦式金屬支柱被防炮崩單體液壓支柱替代，安全性得到提升，相關工作的效率也得到提高。工作面輸送機裝上鏟煤板和可移動擋煤板，使80%～90%的煤在爆破過程中就自行裝入輸送機，采煤工人的勞動強度得到降低，勞動強度得到提高。

炮采工藝適應各種復雜的地質條件和自然環境、地質斷層多，對外部環境要求低，操作不復雜，管理簡單，投資少，在小型煤礦應用較多。但是炮采工藝受人為因素影響大，采煤工人勞動強度大，安全性低，爆破安全管理難度大，如果煤層含有瓦斯，還可能產生瓦斯爆炸的危險。炮采工藝雖然成本低，產量和生產效率均不高，機械化程度低，管理難度大，對人員的安全素質要求高。雖然高檔炮采的安全性和效率得到改進，但是炮采工藝作為一種落后的采煤技術，應逐步淘汰。

3 結語

采煤技術與工藝在逐步發展更新進步，更多的新科技、新設備應用到煤炭業，也推動了煤炭業的發展。綜合機械化采煤工藝、高檔普通機械化采煤工藝進一步的推進采煤也的機械化程度，是煤炭行業發展的必然方向。當然，在選擇采煤技術和采煤工藝時，還要綜合考慮外在的自然因素和煤層的賦存條件以及安全性，才更好地推進采煤業高效、經濟發展。

［1］郝忠軍.井下采煤技術及采煤工藝的選擇［J］.內蒙古科技與經濟，2012（13）：73－75.

［2］ 倪仲軍.淺談井下采煤技術的合理選擇［J］.科技創新導報，2013（21）：85－88.