井下采煤技術及采煤工藝選擇與安全開采研究

董永（大同煤礦集團有限責任公司安全管理監察局，山西 大同 037003）

井下采煤技術及采煤工藝選擇與安全開采研究

董永
（大同煤礦集團有限責任公司安全管理監察局，山西 大同 037003）

煤炭安全開采是煤炭行業發展永恒的主題。首先對井下采煤技術及工藝進行了詳細的介紹，并在此基礎上分析了我國各類采煤技術及工藝的具體適用條件，說明了采煤技術及工藝的選擇與安全開采的關系。

煤炭行業；采煤技術；采煤工藝；安全開采

由于我國井下采煤技術及工藝發展不平衡，煤炭開采受地質構造等條件影響，不同地區、井田、礦井或同一礦井的采區、采面布置都存在差異，因此，科學合理地選擇并應用井下采煤技術及采煤工藝，對提升煤炭的開采效率，提高煤炭開采安全水平具有非常重要的意義。

1　井下采煤技術及采煤工藝分析

隨著社會的發展與科技的進步，我國煤礦井下作業由最初的人工開采逐漸走向集約化、智能化及機械化的發展道路，采煤技術與工藝日漸成熟，煤礦開采效率穩步提升，安全生產水平逐漸提高。

1.1綜合機械化采煤技術

綜采技術即綜合機械化采煤技術的簡稱，該類技術是指在采煤工作面中，無論是落煤、裝煤還是運煤、空區處理等生產工序，都能夠實現操作的連續機械化。在井下作業時采用綜采技術，不僅能夠使勞動強度得到大幅度的降低，提高單產，還能夠增強井下作業的安全性。因此，截至目前，綜采技術是我國所有采煤技術中最先進的一類技術，也是我國采煤工藝持續發展的重要方向，值得進一步的推廣及應用。

1.2普通機械化采煤技術

普通機械化采煤技術即普采技術，是采用普通的傳統機械方法來進行支柱支護、破煤、裝煤及運煤等作業工序。利用普采技術進行采煤作業時，只需通過一道合并在一起的工序就可以完成落煤與裝煤的工作，而進行頂板支護、煤炭運輸及空區處理等作業工序時則采取類似炮采技術的操作流程。普采技術的應用方式主要有兩種，一種是單滾筒采煤機；另一種是雙滾筒采煤機。一般來講，為了縮短采煤工作面缺口的長度、實現良好的裝煤效果，有效提升采煤效率，通常會在工作面的下端安裝單滾筒采煤機，而在工作面的兩端安置雙滾筒采煤機，這種布置方式也有利于加強對工作面的技術管理。此外，采煤機割煤也通過兩種方式來完成，分別是單向割煤、雙向割煤。在中厚煤層中利用單滾筒采煤機通常會采取單向割煤的方式，這種方式主要適用于頂板穩定、滾筒直徑和采高接近的薄煤層中。

1.3連續采煤技術

連續采煤技術簡稱連采，即在采煤作業中利用連續采煤機的成套設備。在我國該類技術應用比較少，而美國、南非及澳大利亞等國家則較為廣泛地應用該技術。在煤房工作面中應用連采技術進行破煤及裝煤工序時就需使用連續采煤機，其次使用具有伸縮功能的輸送機或者梭車來運煤，然后再使用錨桿來進行支護，最后用鏟車來進行物料的搬運及工作面清理的工作。在采煤作業中應用連續采煤機，能夠將掘進與開采這兩道工序合并為一道工序，提高了作業效率。另外，在煤房中進行采煤作業，根據頂板的實際情況可以對其中部分煤柱進行合理的回收。

1.4爆破采煤技術

爆破采煤技術即炮采技術。一般來講，炮采技術的應用流程如下：一爆破落煤。在這個環節中盡可能的縮減雷管以及炸藥的數量，一定要保證爆破的精準性，均勻地破碎煤塊，確保運送機、頂板及支柱不會遭受破壞，保證工作面的平直度；二裝煤。爆破之后會在炮采工作面上留下一定數量的原煤，其中的一小部分會通過爆破的方式用運輸機來裝載，而剩余的大部分還是需要依靠人力來進行裝載；三支護工作面，處理采空區。我國的煤礦開采中，部分工作面支護使用的是金屬摩擦支柱和單體液壓支柱。為了保證采煤作業安全正常的進行，及時處理采空區是非常重要的，目前我國煤礦開采中處理采空區普遍采用的方法就是全部垮落法。

該技術的主要特點是利用爆破方式來落煤，接著利用人工和機械分別來完成裝煤及運煤工作，之后利用單體支柱來支護工作空間的頂板。而炮掘巷道則在爆破作業完成之后需要立即對工作面進行支護處理，然后出煤，重新下一輪打眼與裝藥。其中最重要的步驟就是炮眼的布置，光面爆破對炮眼眼距、裝藥量要求嚴格。

2　井下采煤技術及采煤工藝的選擇

在選擇井下采煤技術及工藝時，必須堅持經濟、安全以及高回采率的原則，選擇出最適合煤層實際狀況的技術與工藝，減少資源的浪費，加強環保，降低工人的勞動強度，提升采煤效率。

2.1綜采技術與工藝的適用條件

綜采技術及工藝的優點是安全低耗、高產高效、勞動強度低以及勞動條件好。然而，綜采設備的價格相對昂貴，而且只有在礦井生產系統良好、煤層賦存條件較好、操作及管理水平較高的條件下，綜采技術及工藝才能發揮出其生產優勢。根據目前我國的技術水平及綜采生產經驗來看，在煤層賦存比較穩定，頂部及底部的條件良好，構造比較簡單，煤層傾角小于55°的條件下，可以應用綜采技術及工藝。

2.2普采技術及工藝的適用條件

普采設備的價格相對便宜，對地質條件的變化具有較強的適應性，因此工作面搬遷比較容易。在地質構造較小、推進距離較短及形狀不規則的工作面中，采用普采技術及工藝較為適合。此外，普采技術的操作比較容易掌握，因此，能夠較為容易的組織生產。所以為精采細采，對于中小型工作面而言，就適用于普采技術及工藝的應用。

2.3連采技術及工藝的適用條件

連采技術及工藝具有安全性好、投資少、適應性強、出煤快、機械化程度高及效率高等優點，但是該技術的通風條件比較差，對煤炭資源的回收率也非常低。使用連續采煤機進行房柱式開采時，只能在具備較高要求的煤層地質條件下進行，具體條件如下：煤層較薄或者中厚，煤層構造簡單，開采深度淺，開采的技術條件簡單，煤質硬度應該保持中等硬度或者較強的硬度，煤層傾角在15°以內。一般來講，在近水平的煤層中最適合采用連采技術及工藝，但由于這類煤層的采出率比較低，對近距離的煤層群開采不適用。根據近些年連采技術的實際應用情況來看，在大中型礦井開采中，適宜將連采技術及工藝作為輔助的采煤方法。

2.4炮采技術及工藝的適用條件

炮采技術及工藝的優點在于具有很強的適應性、較少的技術裝備投資、簡單的生產技術管理及易于掌握的操作技術等。然而，炮采技術及工藝的效率和單產都比較低，勞動條件也相對較差。我國相關的技術政策規定，在不具備適合機采的煤層條件中，可以采用炮采技術及工藝。目前，在我國地質構造較為復雜以及急傾斜的煤層中，炮采技術及工藝應用的較多。

3　井下采煤技術與采煤工藝選擇與安全開采的關系

綜采技術的應用，除在采煤工藝上較為先進外，其主要特點就是液壓支架的應用，使頂板管理水平提高，安全系數增大。而且在破煤、裝煤、運煤各環節機械化水平先進，可實現安全開采[1-5]。因此，綜采技術比普采、連采、炮采技術更為先進，更為安全可靠。因此，在人們對安全要求愈來愈高的今天，要優先選擇綜采技術與工藝。

為了靈活適應各種煤層賦存條件，在選用普采、連采、炮采技術時，就要因地制宜，按照與自然條件相匹配的適用條件合理選擇采煤技術與工藝，以實現高效、安全開采。

4　結束語

不同的煤層賦存條件下，井下采煤技術及工藝的選擇使用也存在很大的差異。我國的礦區存在多種多樣的煤層賦存條件，這就決定了我國的采煤技術及工藝也是多種多樣的。近年來，井下采煤技術及工藝處于不斷發展的狀態中，生產技術指標得到了明顯的改善，普采工作面的裝備得到了快速的發展，綜采工作面也逐漸面向電牽引、大功率及程序化發展。總之，要根據煤層的實際情況，科學合理的選擇井下采煤技術及工藝，有效提高采煤效率，確保煤炭資源開采的安全性及有序性，實現煤炭行業的可持續發展。

[1]關忠華.論井下采煤生產技術及采煤方式的選擇[J].河南科技,2014(2):42-43.

[2]宋卷英.煤礦井下采煤技術與采煤工藝分析[J].科技與生活,2013(1):191-175.

[3]陸積建.井下采煤技術及采煤工藝的選擇[J].黑龍江科技信息,2014(24):47.

[4]閆天緒，楊小紅，任紅強.井下采煤技術及采煤工藝的選擇[J].科技創新與應用,2015(4):80.

[5]王建合.井下采煤生產技術分析[J].中國科技投資，2013(22):109.

（編輯：武曉平）

Selection of Mining Technology and Process and Safe Mining

DONG Yong
(Coal Safety Management and Supervision Bureau,Datong Mine Coal Group,Datong 037003,China)

Safety of coal mining is an eternal subject in the development of coal industry.Mining technology and process were introduced in details.Then the specific applicable conditions for different technologies and process were analyzed to illustrate the relationship between the mining technology and process and the safe mining.

coal industry;mining technology;mining process;safe mining

TD823

A

1672-5050（2016）02-0035-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.011

2015-11-13

董永（1962-），男，山西忻州人，大學本科，工程師，從事煤礦安全管理工作。