淺談采煤工藝及其選擇應用

文/陳花龍，淮南礦業集團朱集東煤礦

淺談采煤工藝及其選擇應用

文/陳花龍，淮南礦業集團朱集東煤礦

本文筆者介紹了我國目前主要使用的采煤工藝，并闡述了如何根據具體情況選擇合適的采煤工藝，具有一定借鑒意義。

采煤技術；炮采；普采；綜采

1 采煤技術分析

1.1 炮采

炮采即爆破采煤工藝，其特點是爆破落煤，爆破后人工裝煤，機械化運煤.用單體支柱支護工作空間頂板。

1.1.1 打眼和放炮。落煤要求保證規定的循環進度，工作面平直，不留底煤和頂煤，以減輕對頂板的破壞，降低炸藥和雷管消耗。因此，要根據煤層的硬度、厚度、節理和裂脫的發育狀況及頂板條件，確定打眼爆破參數，包括炮眼排列、角度、眼深、裝藥量、一次起爆的炮眼數量以及爆破次序等。

1.1.2 炮采工作面支護和采空區處理。目前，我國部分炮采工作面仍采用金屬摩擦支柱和單體液壓支柱支護，其布置方式主要有單柱、對柱和密集支柱3種形式。最小控頂距應保留3排支柱，以保證足夠的工作空間，最大控頂距一般不超過5排支柱。隨著采煤工作面不斷向前推進，頂板懸露面積越來越大，為了工作面的安全和正常生產，需要及時對采空區進行處理。由于頂板特征、煤層厚度和保護地表的特殊要求等條件不同，采空區有多種處理方法，但最常用的是全部垮落法。

1.2 普通機械化采煤工藝

普通機械化采煤工藝，簡稱“普采”，其特點是用采煤機械同時完成落煤和裝煤工序，而運煤、頂板支護和采空區處理與炮采工藝基本相同。普采面使用單滾筒和雙滾筒兩種采煤機工作方式。單滾筒采煤機的滾筒一般位于工作面下端頭，這樣可縮短工作面下缺口的長度，使貨量不通過機體下方，裝煤效果好。雙滾筒采煤機解決了工作面兩頭做缺口的工作量，有利于工作面技術管理。采煤機有單向和雙向兩種割煤方式。雙向割煤，往返進兩刀。中厚煤層單滾筒采煤機常采用單向割煤，往返進一刀，它適合于采高在1.5 m以下的薄煤層，滾筒直徑接近采高、頂板較穩定、煤層粘頂性不強等條件。

1.3 綜采工藝

綜合機械化采煤工藝(簡稱綜采工藝)是指采煤工作面中全部生產工序都實現了機械化連續作業的采煤工藝系統。綜采工藝大幅降低了勞動強度，提高了單產及安全性；因此，是目前最先進的采煤工藝，是采煤工藝的重要發展方向。

1.3.1 割煤。割煤工序包括破煤與裝煤。完成割煤工序的采煤機有滾筒式采煤機和刨煤機兩種類型，滾筒式采煤機又分為單滾筒采煤機和雙滾筒采煤機。為了適應采高的變化及煤層頂底板的起伏，通常采用可調高雙滾筒采煤機割煤。雙滾筒采煤機無論上行還是下行，一般均采用前滾筒在上割頂煤。后滾筒在下割底煤。采煤機滾筒式在割煤的同時，利用滾筒的螺旋葉片和滾筒旋轉的拋擲作用，把煤直接裝入刮板輸送機。

1.3.2 運煤。采煤機割下的煤炭被裝入刮板輸送機，從工作面運出后經工作面運輸巷中的橋式轉載機、可伸縮帶式輸送機運出綜采工作面。刮板輸送機的運送能力必須與采煤機的生產能力相匹配，一般情況下輸送機的輸送能力略大于采煤機的生產能力。

1.3.3 工作面支護和采空區處理。工作面使用的液壓支架是以高壓液體為動力，自行完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護幫、前移、推移刮板輸送機和采空區處理等工序。

1.4 連采工藝

煤房工作面使用連續采煤機完成破煤和裝煤，用梭車或可伸縮輸送機運煤，采用錨桿支護頂板，使用鏟車搬運物料和清理工作面，破、裝、運、支等工藝過程全部實現了機械化作業。這種工作面的機械化采煤工藝習慣稱為連續采煤工藝(簡稱連采工藝)。實踐證明，連采工藝作為綜合機械化采煤的一種補充，在適宜的條件下，可取得良好的技術經濟效果。

2 采煤工藝的選擇

2.1 適于采用炮采工藝的條件

炮采工藝具有技術裝備投資少、適應性強、操作技術容易掌握、生產技術管理比較簡單等優點；但是其單產和效率低，勞動條件差，根據我國的技術政策，凡條件不適于機采的煤層，可采用炮采工藝。目前，我國炮采采煤多應用于急傾斜煤層和地質構造較復雜的煤層。

2.2 適于采用普采工藝的條件

普采設備價格便宜，1套普采設備只相當于l套綜采設備的1/4，而產量可達到綜采產量的1/3—1／2。而且普采對地質變化條件適應性比綜采強，工作面搬遷容易。對推進距離短、形狀不規則、小的地質構造較發育的工作面，綜采的優勢難以發揮，而采用普采則可取得較好的效果。而且，普采操作技術易于掌握，組織生產比較容易。因此，普采是我國中小型礦井發展采煤機械化的重點。

2.3 適于采用綜采工藝的條件

綜采工藝具有高產、高效、安全、低耗及勞動條件好、勞動強度小的優點。但是綜采設備價格昂貴，綜采生產優勢的發揮有賴于全礦井良好的生產系統，較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。

2.4 適于采用連采工藝的條件

連采工藝的主要優點是投資少、出煤快、適應性較強、機械化程度高、效率高、安全好等，但其通風條件差，煤炭資源回收率較底，僅高于炮采采煤。連續采煤機房柱式開采對煤層地質條件要求較高，主要適用于以下條件：開采深度較淺，構造簡單，煤質中硬或硬，開采技術條件簡單，煤層傾角不超過15°的薄及中厚煤層。近水平煤層最為適宜，但其采出率較低，不適用近距離煤層群開采。從近幾年我國連采工藝的應用情況來看，該方法作為大中型礦井的輔助采煤方法為宜。

3 結論

煤礦開采技術隨著煤層賦存條件的不同而有很大的差異。20世紀以來采煤方法得到迅速發展，生產技術指標明顯改善，綜合機械化采煤工作面的裝備發展較快，目前向大功率、電牽引、程序化發展。