淺談煤礦采煤工藝技術(shù)優(yōu)化

王藝蒙

（黑龍江科技大學(xué)，黑龍江 哈爾濱150000）

國家經(jīng)濟(jì)能否不斷的發(fā)展與煤炭資源是否能夠合理的開采和利用有著必然聯(lián)系，而煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展又取決于煤礦采煤工藝技術(shù)的水平。但是，我國的采煤工藝技術(shù)水平還有待提高，所以，為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，我們必須要大力改善煤礦采煤工藝技術(shù)，并且，要根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境和采煤條件來選取最合理的采煤工藝技術(shù)，這樣才能最大化提高采煤效率。

1 采煤工藝技術(shù)

1.1 綜合機(jī)械化采煤工藝。綜合機(jī)械化采煤工藝簡稱“綜采”，它是一種生產(chǎn)工序和過程機(jī)械率達(dá)到95%以上的開采方式。由于基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，所以，該工藝有效率高、安全性高和減少了勞動(dòng)力等特點(diǎn)。除了一些井田范圍內(nèi)斷層、褶曲密集,局部地段煤層出現(xiàn)反傾,傾角達(dá)到40°- 50°，制約著綜合機(jī)械化采煤工藝水平的發(fā)揮,甚至無法采用綜采工藝外，一般條件下，綜合機(jī)械化采煤工藝將成為未來煤礦采煤工藝的主要發(fā)展方向和采用方式。而綜采的技術(shù)核心主要有兩大方面：一是割煤，二是運(yùn)煤。

（1）割煤：其主要的工序有兩道，即破煤和裝煤。運(yùn)用最為普遍的割煤機(jī)有兩種，一是刨煤機(jī)，二是滾筒式采煤機(jī)。刨煤機(jī)集“采、裝、運(yùn)”功能于一身，配備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)無人操控工作，且具有結(jié)構(gòu)簡單、易于檢修和成本較低等特點(diǎn)，但對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)能力不夠強(qiáng)。在綜合機(jī)械化采煤工藝中常使用雙滾筒式采煤機(jī)，前滾筒和后滾筒在任何狀態(tài)下都具備割煤的能力，而且滾筒螺旋葉片有旋轉(zhuǎn)拋擲的作用，所以其工作效率高，在高效地割下煤炭的同時(shí)，還能夠直接將其裝入輸送機(jī)中。（2）運(yùn)煤：其過程也由兩個(gè)工藝組成，一是從工作面將切割下來的煤炭運(yùn)輸出來，二是將煤炭從綜采工作面運(yùn)輸出來。在工作面工作狀況中，液壓支架是其動(dòng)力，也是起到對(duì)工作面頂板支撐的作用，在工作面支護(hù)方面，分為兩類：一是及時(shí)支護(hù)，二是滯后支護(hù)，及時(shí)支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是利于行人、運(yùn)料和通風(fēng)，而缺點(diǎn)是加大了控頂距寬度，不利于控制頂板。滯后支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)在于控頂距較小，能適應(yīng)周期來壓及直接頂穩(wěn)定性好的頂板，而缺點(diǎn)是不適合用于直接頂穩(wěn)定性較差的情況。

1.2 深礦井開采工藝技術(shù)。深礦井開采主要面對(duì)問題有：地壓大、地溫高和瓦斯含量高等。所以，深礦井開采工藝技術(shù)的關(guān)鍵是有效合理的處理好沖擊地壓、礦壓、通風(fēng)降溫、瓦斯爆炸和井巷布置等問題。在深礦井開采過程中，還要處理好矸石問題，合理利用矸石可以有效控制污染程度，還可以節(jié)省填充材料，這樣不僅提高了開采效率，還減少了開采成本。在采煤技術(shù)的優(yōu)化過程中，還要考慮設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展，因?yàn)橹挥胁粩嗟馗略O(shè)備，才能提高采煤工作效率，同時(shí)也會(huì)從一定程度上起到降低損失與浪費(fèi)的作用。在不同的地質(zhì)構(gòu)造條件下，要使用不同的開采設(shè)備，如頂板堅(jiān)硬，周期來壓明顯的情況要使用支撐式支架，厚煤層采用一次采全高的開采方法時(shí)，要考慮采煤機(jī)和液壓支架的選型。

2 采煤工藝技術(shù)選取原則

在煤礦開采過程中，選取采煤工藝技術(shù)的主要原則：一是回采率高，二是經(jīng)濟(jì)安全。在充分考慮煤層開采條件下，盡量減少資源浪費(fèi)。

2.1 使用綜采工藝技術(shù)的工作條件。采用綜合開采工藝技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有：開采過程安全、產(chǎn)量高、效率高等。缺點(diǎn)主要是成本較高。所以，該技術(shù)的使用條件是：具有較高的管理水平、良好的煤層地質(zhì)條件等。

2.2 使用普通開采工藝技術(shù)的工作條件。該工藝技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是相比綜采成本較低，所使用的設(shè)備的價(jià)格較低，但相應(yīng)的煤炭產(chǎn)量降低。該工藝技術(shù)適用于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的情況，對(duì)地質(zhì)條件變化的適應(yīng)能力較好，同時(shí)采用該技術(shù)時(shí)，操作技術(shù)簡單易掌握，因此，該工藝技術(shù)廣泛應(yīng)用于小型礦井中。

2.3 使用炮采工藝技術(shù)的工作條件。該工藝技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是投資較小、適應(yīng)性好和易于掌握操作。但是該工藝技術(shù)還存在生產(chǎn)效率低下和工人工作環(huán)境差等的缺點(diǎn)。該工藝技術(shù)適用于地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜的煤層和急傾斜煤層。

3 采煤工藝技術(shù)優(yōu)化

3.1 采煤工藝技術(shù)的優(yōu)化原則。通過改善優(yōu)化采煤工藝技術(shù)，要能夠提高煤礦開采的安全性，并將其作為首要工作，堅(jiān)持以人為本，其次效率方面，要能夠增加煤炭的采出率，只有增加了采出率才能有效提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而才能保證煤炭行業(yè)得到更好的發(fā)展。

3.2 地面技術(shù)的優(yōu)化。地面技術(shù)是指在煤炭開采過程中，通過有效合理的工藝方法對(duì)建筑物和危巖地面進(jìn)行保護(hù)，使其得到有效的控制，將損害程度降到最低。在實(shí)施該技術(shù)時(shí)，要保證對(duì)當(dāng)?shù)氐V區(qū)地質(zhì)環(huán)境、建筑物特征及其相關(guān)的保護(hù)政策足夠了解。在采煤過程中，走向和傾斜長壁冒落現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，在一定程度上影響了礦區(qū)建筑物的穩(wěn)定，而且會(huì)發(fā)生一些地質(zhì)問題，如滑坡和崩塌等，所以要對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行具體的分析，加大保護(hù)力度。

3.3 井下煤層采煤工藝技術(shù)優(yōu)化。由于井下多發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害問題，要想提高采煤工作的安全性，就不能夠采用單一的地面技術(shù)來處理，需要配合井下采煤工藝，加強(qiáng)運(yùn)用綜合性的開采工藝技術(shù)以提高開采質(zhì)量和采煤工作效率。在井下煤層采煤工藝技術(shù)中，主要包括有：（1）充填法采煤工藝技術(shù)：合理有效地采用充填法采煤工藝技術(shù)，能夠很好的解決礦區(qū)地表產(chǎn)生的沉降問題，在采用該技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)收集的相關(guān)數(shù)據(jù)加以深入分析，加強(qiáng)填充煤礦采空區(qū)域的應(yīng)用，也可以大大提高煤炭開采工作的安全性。其就地取材這一優(yōu)勢(shì)也得以體現(xiàn)，也能夠更好的提高煤礦采煤回采率。（2）條帶法采煤工藝技術(shù)：該工藝能夠有效地控制礦區(qū)覆巖層和地表沉陷問題。對(duì)于運(yùn)用這種采煤工藝技術(shù)來說，最關(guān)鍵就是要在礦區(qū)預(yù)留一些條帶煤柱區(qū)域，這樣能夠使煤炭開采和生產(chǎn)更加方便。此外，在礦區(qū)中瓦斯含量相對(duì)較高的地方，采用條帶法采煤工藝還能提高煤礦掘進(jìn)率和采煤回采率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦開采規(guī)模化的目標(biāo)。（3）走向長壁后退式協(xié)調(diào)采煤工藝技術(shù)：在煤礦開采過程中，在灰?guī)r陡崖的地方常常出現(xiàn)采空區(qū)，而采空區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象。該工藝可以有效解決采空區(qū)傾斜坍塌問題，提高采煤工作的安全性。此外，在瓦斯含量相對(duì)較高的礦井中也可以采用該方法以更加安全的工作。（4）傾斜長壁協(xié)調(diào)采煤工藝技術(shù)：該工藝多用于采掘區(qū)不規(guī)則的情況下，當(dāng)煤礦開采瓦斯含量較高時(shí)，可采用仰采的形式，當(dāng)煤礦含水量較大時(shí)，可采用附采的形式。所以，該方法能夠很好的提高煤炭開采工作的安全性。

3.4 工作面保水采煤工藝技術(shù)。井下煤礦采掘工作過程中，有很多煤礦會(huì)出現(xiàn)涌水的地質(zhì)問題，引用保水采煤工藝，設(shè)置隔水層，可以很好的解決排水工作。在采用該工藝之前，必須對(duì)采煤充水的條件和礦井實(shí)際涌水量進(jìn)行全面分析。

（1）條帶法采煤工藝技術(shù)：該采煤工藝技術(shù)在覆巖危害較多的礦區(qū)有很好的適用性。條帶法可以有效的控制礦區(qū)上覆巖層與地面沉陷，所以，該方法可以保護(hù)礦區(qū)水體和礦區(qū)建筑物。（2）充填法采煤工藝技術(shù)：即可以回收礦區(qū)產(chǎn)生的固體廢棄物，并按照一定比例將粘結(jié)劑添加進(jìn)去，進(jìn)行采空區(qū)的填充，對(duì)工作面的空隙進(jìn)行堵塞，從而解決地下水滲漏的問題。但是，這種采煤工藝技術(shù)的缺點(diǎn)是成本較高，而且礦區(qū)的周圍自然環(huán)境是一項(xiàng)重要的影響因素，因此該方法的應(yīng)用范圍較小。（3）長壁綜合機(jī)械法放頂煤采煤工藝技術(shù)：當(dāng)?shù)V區(qū)煤層比較厚的情況下，采用該方法可以很好的提高采煤效率，而且可以減少出現(xiàn)地面沉降和瓦斯災(zāi)害的現(xiàn)象，確保提高煤礦開采過程中的安全性。采用該方法可以更好的處理圍巖破裂的問題，防止井下滲水或涌水的發(fā)生，對(duì)煤礦礦區(qū)的隔水層實(shí)施有效的保護(hù)，從而提高了保水采煤的效果。（4）短壁綜合機(jī)械采煤工藝技術(shù)：該技術(shù)可以劃分成三種，分別是：房式、房柱式以及巷柱式，主要應(yīng)用在礦區(qū)采煤量較少的區(qū)域。該技術(shù)雖然可以保證隔水層不受破壞，但是，采用該技術(shù)的成本較高而且采出率較低，所以，該方法對(duì)大部分采煤區(qū)域不適用。

總之，在煤礦開采過程中，煤炭企業(yè)要按照當(dāng)?shù)孛旱V的具體情況去大力優(yōu)化采煤工藝技術(shù)，合理高效地解決煤礦開采過程中所遇到的各種問題，這樣才能保證煤炭生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，提高煤礦開采的安全性，才能促進(jìn)煤炭行業(yè)蓬勃發(fā)展，才能使國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，社會(huì)不斷進(jìn)步。