煤礦采煤方法與技術研究

趙治勇 上官良良 宋傳健

摘要：采煤技術是提升煤礦生產效率的重要舉措，找出快速、安全、有效的采煤技術對煤礦企業的高效率生產具有重要意義。加強煤炭開采技術的改革與更新，能夠提高煤礦企業核心的競爭力，良好的采煤技術方法是煤礦企業提高效率的關鍵所在，在保證采煤工作人員安全的前提條件下，是提高煤礦企業經濟效益和社會效益的根本保障。

關鍵詞：煤礦生產；采煤方法；采煤技術；煤礦企業；煤炭資源 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD82 文章編號：1009-2374（2016）25-0160-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.078

煤礦開采方法與開采技術的選擇將直接關系著煤礦生產的安全性和經濟性，因此說，相關技術與研究人員應該加強有關煤礦采煤方法與技術的研究，總結煤礦采煤方法選擇影響的相關因素及各采煤方法應用要點，從而逐步改善采煤方法與技術應用質量。在經濟快速發展的今天，能源的需求量逐年增加，而能量需求量的增加需要煤礦企業生產大量煤炭。而在煤礦生產中，采煤的方法與技術是影響產煤量的重要因素，一個良好的采煤技術可以起到事半功倍的效果，可以為企業節省大量資金，給企業帶來很高的經濟效益，對社會也會帶來很好的正面影響。

1 煤炭采煤方法設計的要點

采煤方案的設計與煤礦所處的巖層、施工機械的能力水平及操作人員的素質密切相關，應在綜合考慮多種因素下，制定嚴格而合理的開采方案。但是在設計時，應遵循三個大原則：第一，采煤隊地層的影響規律和程度。采煤主要會引起掌子面及隧道拱頂產生下沉，而圍巖的位移是判斷巷道穩定性的重要因素，所以在巷道開采方案設計時，應預測或者判斷掌子面或者拱頂及兩幫的位移變化值，例如采用數值模擬方法定性分析巷道在該方案下的圍巖位移趨勢，并利用某一數值評判該方法的利弊；第二，保證支護材料充分發揮作用，并最大程度地實現資源的回收。煤礦開采設計原則應保證使用最低的能源或者資源實現高回報，這樣才能保證煤礦的綠色生產。例如通過設計方案的對比，分析不同方案下的錨桿所用的數量及長度，通過選取典型斷面，分析該斷面的平均鋼材用量，在起到同樣效果的前提下選擇鋼材用量最小的方案；第三，始終堅持安全、經濟、環保的原則。不僅如此，應根據煤礦的具體現場環境，制定有利于施工的方案，保證工人操作方便，并且盡可能降低工人的勞動強度。

2 煤礦采煤方案研究

煤礦采煤的方法有多種，根據采煤方式分類可以分為以下三類：

2.1 傾斜長壁采煤法

傾斜長壁采煤法是指在采煤工作面沿煤層傾斜方向上或者向下推進采煤工作，并且對于巷道的走向及回風巷道的走向，均選擇沿煤層傾斜方向進行。這種方法可以分為仰斜開采和俯斜開采，并配合前進式、后退式和混合式回采方式。但是在實際運用過程中，傾斜長壁采煤方法也存在很多弊端，例如巷道開采的速度會比常規采煤方式降低很多，在支護難易程度上也比常規方式困難很多，在仰斜開采時采空區很容易因地層滲水而導致積水嚴重。但是該方法對于控制巷道頂板下沉及兩幫收斂位移及底板鼓起的現象有較好的效果，而且這種方式可以全面提高巷道穩定性。

2.2 走向長壁采煤法

走向長壁采煤法可以分為炮采、普采和綜采三種工藝。對于炮采來說，是采用爆破采煤的方式，比如在開采的時候采用礦山法進行爆破并利用運輸機械進行煤渣的運輸等事項。炮采最重要的方式是采用爆破開采過程中的打眼、裝藥、引爆裝置等過程，因為爆破的質量會直接影響巷道的成型質量。普采是指采用傳統的方式進行巷道的開挖及煤渣的運輸等。普采主要是利用機械開挖的方式對掌子面的煤層進行開挖，并且同樣采用機械運輸的方式進行運輸煤炭。這種方式開挖速度較慢，雖然在運輸能力上來說與炮采相差不大，但是對于掌子面的開挖來說，利用機械開挖相比放炮開挖來說慢很多。對于普采來說，可以分為單滾筒和雙滾筒兩種方式，單滾筒采煤機的滾筒是位于工作面的下端頭，這樣做可以相對降低工作面下方缺口的長度，并且可以避免煤渣不通過機體的下方，這樣的開挖及運作效果比較好。而雙滾筒采煤機避免了在掌子面兩端存在缺口的問題，利用這種方式可以很好地解決技術上的缺陷。綜采是指利用機械開挖方式，在開挖、運輸、裝運過程、支護過程中均充分采用機械的方式，并盡量實現現代化方式。這種方式機械化程度高、自動化程度也很大，是一種開挖及施工速度較快的方式。

2.3 放頂煤采煤法

放頂煤采煤法是指在厚煤層中，沿煤層最底部布置高度為2～3米的采煤長壁工作面，并利用傳統的采煤方法進行回采，同時采用礦山壓力的效果幫助施工人員進行松動圍巖的效果，這樣一來就可以降低支護上方頂煤破碎后，并將煤塊從支架的后方泄露而出。放頂采煤可以實現采用最低的支護材料，達到最優的支護效果，但是這種方法具有一定的使用條件，就是適合于煤層厚度大于6米的煤層。如果煤層厚度過小，在開挖的過程中很容易發生超前冒頂現象。

相比三種方法來說，綜采放頂煤采煤方法是生產速度最快的一種，并且效率也很高。由上文可知，綜采放頂煤采煤法是利用拱率較高的滾筒采煤機、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機以及配套的機道轉載機、可伸縮皮帶運輸機及其他附屬設備的綜合機械開挖方式。這種開挖方式生產效率高，可以實現連續的作業方式，并且相對來說經濟成本低，可以大面積推廣。

3 現代煤礦采煤技術的發展趨勢

總結現階段的煤礦采煤技術的發展現狀來說，并考慮我國機械行業的發展程度，可以判斷出近幾十年，煤礦采煤技術的發展主要朝以下三個方面發展：

3.1 開發及應用高效集約化的煤礦生產技術

在煤礦生產過程中實現集約化生產，可以節省工程機械的需要數量，減少操作人員的數量。實現集約化生產，可以提高煤炭生產的效率，并且可以研發出施工方式靈活的機械，這樣一來可以為煤礦企業節省大量資金。在施工過程中，盡可能地實現開采的信息化管理，將煤礦機械設備的狀態輸送到控制端上，實現遠程監控機械設備的工作狀態。

3.2 盡可能運用埋深淺、硬頂板、硬煤層的采煤技術

實現埋深淺、地層壓力較小的硬厚度頂板控制技術，主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術，是提高巷道圍巖穩定性及提高巷道施工速度的重要方式。埋深淺可以降低礦井的深度，頂板硬，可以降低支護強度，這些特點均可以為煤礦巷道的生產效率提供有力條件。

3.3 降低矸石排放

矸石的排放對于煤礦后期的充填與控制回采區的穩定性具有重要意義。煤礦企業應致力于煤礦地質條件開采巷道布置與工藝技術評價體系，可以在最優化的方式上降低矸石的排放或者降低支護的強度。研究出一種沿巷道布置單一煤層開采，而這種方式會很大程度降低矸石的排放量，并有可能不需要將矸石進行排出地面，降低煤渣的運輸強度，節省了煤礦生產的時間，從而節約了成本。

4 結語

綜上所述，對于煤礦來說，采煤技術是提升煤礦生產效率的重要舉措。本文通過總結煤炭采煤方法設計的要點，并介紹了煤礦采煤的幾種方法，從而預測了煤礦開采技術的發展趨勢，得出的結論對煤礦企業的高效率生產具有重要意義。

參考文獻

[1] 林勇，陶斌.井下采煤技術及采煤工藝的選擇分析

[J].大科技，2012，（10）.

[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）.

[3] 楊生亮.探析井下采煤技術及采煤工藝的選擇[J].華

東科技（學術版），2012，（7）.

[4] 樊心磊.井下采煤技術與采煤工藝的選擇應用[J].中

國新技術新產品，2012，（10）.

[5] 肖煥春.基于煤礦井下開采技術的分析[J].城市建設

理論研究，2011，（32）.

[6] 黃劍.關于煤礦采煤技術及安全管理的幾點思考[J].

能源與節能，2013，（10）.

[7] 連海濤.關于煤礦采煤技術與安全管理的幾點分析

[J].中國科技投資，2013，（17）.

[8] 白璐.關于煤礦采煤技術與安全管理的幾點認識[J].

科技創新與應用，2013，（10）.

[9] 陳顯瑞.關于采煤技術和方法選擇的研究與分析[J].

中國科技投資，2012，（33）.

[10] 雷建華.關于煤礦采煤技術的合理優化研究[J].技術

與市場，2013，（12）.

作者簡介：趙治勇（1985-），男，山東泗水人，兗州煤業股份有限公司興隆莊煤礦技術員，助理工程師，研究方向：煤礦生產。

（責任編輯：秦遜玉）