煤礦開采中采煤技術的應用研究

姜俊博

(陜西能源職業技術學院，陜西 咸陽 712000)

1 中國煤礦開拓特征

我國的煤炭開采已經具有較長時間的發展歷史，煤炭的開采在我國長期的經濟發展過程中對我國工業的發展起到了支持和推動的作用，我國煤炭資源豐富，實際開采的項目也很多，但是，開采過程中煤礦的開采技術和安全風險一直是煤礦企業采煤過程順利完成的阻礙，采用先進的采礦技術和巷道布置技術實現采礦過程科學性的提升，保證煤礦開采的質量和效率以及人員安全的必要手段，這能夠進一步促進我國煤炭工業的發展。

2 多樣化采煤工藝

2.1 綜采工藝

所謂的煤礦綜采技術，主要是指在采煤的過程中對大量機械設備的調用，使得采煤的效率得到大幅度的提升，消除了在煤礦開采過程中對大量勞動力成本的依賴性，提升了采煤過程的安全性和連續性，不僅如此，機械化采煤設備的應用還降低了煤礦在運行過程中所需的資金消耗，實現了煤礦開采工作人員操作工作難度和復雜程度的降低，所以成為現代煤礦開采領域應用廣泛且最先進的工藝，摒棄傳統采煤過程中的手工作業，從而實現了在采煤過程中的連續操作，是我國最現代化的采礦方法。我國的綜采工藝于20世紀70年代發展起來，近年來，我國引入了大量的綜采機械，所以采煤技術中的綜采工藝在我國的應用更為廣泛，不僅帶來了更高的采煤效率，與此同時，為煤礦的經濟效益提升帶來了保障，在煤礦企業的長期運營和發展過程中，裝備和技術的現代化程度都對企業的可持續發展具有著重大而深遠的影響，我國現階段的綜采技術已經初步實現了機電的一體化，在現代化煤礦開采的思想過程中具備了初步的機械設備基礎，并且獲得了初步的應用成果，大幅度降低了我國煤礦的生產和運營成本，并且提升了我國煤礦的有效開采量，也實現了煤礦資源的充分利用，但是，由于受到我國特殊的地質環境和科學技術的實際水平的局限性，綜采技術的發展也存在一些問題，我國綜采設備雖然已經取得了一定程度的進步和發展，但是如果與國際先進水平相比，其實仍有較大差距，比如，設備的可靠性難以保證，設備運轉的效率難以達到最優，不同的綜采設備之間的匹配難以實現良好的對接，設備的運行功率低下等，勞動效率低，同時，我國全機械化采煤設備的使用壽命遠低于煤炭生產技術相對先進的國家，在新的采礦技術和新技術的使用上，與外國的先進技術差距相當大，這在煤礦開采設備自動化的領域尤為明顯。

2.2 炮采工藝

炮采工藝也稱為爆破采煤技術，主要是指在煤礦開采的過程中工作面的煤礦通過爆破的方式落下，之后在裝煤和運煤的過程中均是由煤礦雇傭的勞動力實現，在實施炮采的過程中，應該采取一些如單頂支護之類的措施對煤礦的頂板進行保護，防止在爆破過程中對煤礦頂板產生損害導致事故的發生，這種煤礦開采工藝的主要優點是在設備和技術裝置的投資上花費資金少，對于不同的煤礦開采條件具有更強的適應能力，在操作技術方面，更容易操作和掌握并且簡化了煤礦的管理流程和制度的制定過程，所以在我國仍然普遍存在，尤其是對于煤礦的條件是薄煤和急傾斜煤礦的情況。但是，這種開采技術在我國現代化發展的背景下具有不容忽視的缺點，煤礦開采的產量和效率的低下使得炮采工藝在煤礦企業可持續發展的建設的使用中具有較大的局限性，并且爆破過程會對煤礦環境造成污染，工人的勞動強度也會由于設備自動化程度的低下而不斷加強，工人的生命財產安全也難以得到保障。為了對相關的技術進行改進，我國的煤礦企業進行了長期的探索與實踐，例如，在煤礦的開采中采用液壓支架，刀盤支墩及橫梁支撐，散熱器煤，刮板輸送機前鏟裝，刮板輸送機背面裝載。不僅如此，在設備選型、優化、自建機械化設備也得到了改善，但與綜采技術相比，這種開采技術還沒有達到綜采工藝的煤礦開采水平與開采效率，煤炭的裝載和運輸在某種程度上仍然是手動操作，但該方法對復雜工作面爆破作業具有良好的適用性條件。在實際的炮采工藝中，需要對工作面的煤壁保持筆直，保證煤礦開采過程中的爆破方向保持正確，并且提升炮采工藝產出煤塊的均勻程度，并且可以采用毫秒延期爆破工藝提升爆破的采煤效率，有效提升煤礦的煤塊采出效率，另外，在裝煤過程中，煤礦開采企業不能將生產出的煤礦通過自動化的設備全部直接裝到刮板上，降低了煤礦開采的效率，所以在施工條件允許的情況下，也可以使用防爆裝煤機完成這部分的工作。

2.3 普采工藝

煤礦開采過程中的普采工藝主要在綜采工作階段采煤機落煤，用刮板輸送機等設備裝車運煤結束后開始使用，通過人工施工對頂板進行單體柱的支設，進而完成后續采煤工作的采煤工藝，與綜合機械化采煤技術相比，普采工藝中對人類的依賴程度較高，對設備功率的要求不高，但這種采礦技術的安全系數低，施工效率低，勞動強度低，平行梁直柱和交錯梁直柱是兩種這種采煤工藝中較常見的支護形式。

3 采煤工藝適用條件舉例

3.1 使用條件

不同的采煤工藝是具有不同的使用條件的，只有對不同的煤礦條件選擇合適的采煤工藝，才能在節省煤礦開采企業設備資金投資的基礎上有效提升煤礦企業煤炭資源的開采效率，綜采技術的使用極大地提升了煤礦開采的機械化程度，并且煤礦開采的安全性和開采效率也得到了保障，但是，與此同時，為煤礦企業采煤設備的購買和維護帶來了大量的資金需求，為了達到更高的采煤效率和所采煤塊的品質，一些煤礦公司選擇從國外進口綜采設備，但是，這樣的設備進口導致如果設備出現故障，大量的維修保養費用隨之而來，國內并不能很好地對應急的設備進行維修和管理，并且在實際的操作過程中，綜采工藝對于煤礦的條件具有特殊的要求，綜采工藝要求所采煤層的結構較為穩定，并且對煤礦操作人員的專業操作能力提出了更高的要求，所以，我國煤礦企業僅在地質構造較少并且煤層傾角不超過50度的情況下嘗試采用綜采工藝。

客觀來講，普通采礦技術的機械設備、機械功率和生產能力都不如綜采采礦技術，但是，由于普采工藝中對設備的機械化水平要求較低，在不同規模的煤礦開采企業中具有較強的適應性，加之普通的采礦工藝中應用國產的機械化采煤設備就可以完成相應的操作，節省了煤礦企業的設備購置和維修保養費用，一方面成本投資相對較低，另一方面綜合開采技術具有較好的適應性，因此，在我國的煤礦企業中得到了更普遍的應用。在目前普采采煤技術的應用過程中主要集中在對煤礦開采距離短、角度大的煤層開采作業中，能夠有效保障在采煤工作中較為理想的采煤效率和穩定性較高的回采率，普采工藝憑借其的操作簡單和易于管理的優勢在中型以下的煤礦企業中得到了廣泛使用。在與前兩種工藝相比，爆破采礦技術對機械的要求更低，并且設備和采購成本也相對較低，與此同時，對于不同地質環境下煤層的開采較前兩種工藝的適應性更強，但是，也帶來了煤礦開采過程中難以降低的安全風險，對于高瓦斯礦井和煤礦瓦斯突出的煤層，采用爆破工藝進行開采會導致煤礦開采事故的發生，為了保證煤礦的安全生產和煤炭開采企業的經濟效益，只有對存在急傾斜角度的煤層，才會采用爆破技術進行開采。在煤炭開采過程中，連采技術的使用實現了煤礦開采中機械化水平的提升，并且在不同的煤層結構開采過程中，均取得了良好的開采效果，并且有效見識了企業的設備投資成本，但是，連采工藝中礦井的通風問題卻難以得到解決，這樣的問題也會為煤炭的生產埋下巨大的安全隱患，所以煤礦的連續開采技術一般應用于房柱式的煤層開采，要求煤層具有較為簡單的地質構造，并且對煤巖層的硬度要求高，適用于小角度煤層的開采，通常為中厚煤層或薄煤層，煤層的傾斜角度不大于15度。在我國煤礦開采中，連采工藝很少作為工作面的獨立開采技術被采礦企業使用，一般作為一種輔助技術應用在采煤過程中。

3.2 高新技術運用

由于煤礦開采受地質條件的影響，為了能夠實現采煤技術的提高，在開采技術選擇之前，需要對煤層的條件采用先進的地質勘查技術手段進行充分的調研，根據實際地質情況，結合勘探情況，繪制合理的圖件，并且在掌握到全面精確的勘探資料后，對煤層的制定詳細的方案，選擇適應煤層條件和企業規模的煤礦開采方法。此外，可以通過在煤礦開采過程中應用高新技術對煤礦巷道的安排實現科學化和合理化，采用綠色技術可以改善煤炭開采的負面影響，減輕煤礦開采對環境的污染程度。

4 結語

綜上所述，在采煤過程中，靈活運用不同的采煤工藝與采煤技術，并且優化采煤過程中的管理體制，加大設備的投資力，度能夠在一定程度上提升我國的煤炭開采水平和煤礦開采效率，對煤炭企業的發展具有重要意義。