煤礦開采技術及其工藝研究

張帆

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦，河南 平頂山 467000）

一、采煤技術與工藝現(xiàn)狀分析

（一）井下爆破采煤技術

首先是科學設計炮眼位置，需經(jīng)嚴密的計算與分析，進而對炮眼排列加以設計，提高爆破的產(chǎn)煤效果；其次是裝煤環(huán)節(jié)，由于煤層在經(jīng)爆破后會出現(xiàn)部分結構坍塌，需要將散落煤炭進行裝運，完成爆破采煤過程；最后是采煤區(qū)支護環(huán)節(jié)，這是保證煤層爆破后安全性的重要措施，為爆破采煤提供安全保障。

（二）連續(xù)采煤技術

該技術作為新型采煤技術，其核心設備是連續(xù)采煤機，具備回采、巷道掘進等功能，主要適用于房柱式采煤法。連續(xù)采煤技術可同時完成破煤、裝煤等操作，開采效率更高，能夠實現(xiàn)高度機械化開采。但連續(xù)采煤機的應用，對煤礦開采環(huán)境有較高要求，主要用于煤層厚度適中，煤層地質條件簡單的礦井環(huán)境，這也就限制了連續(xù)采煤技術應用空間。

（三）機械化采煤技術

該技術屬于常規(guī)采煤工藝，在多數(shù)煤礦開采中均有應用，提高了采煤機械化程度。對于普通機械化采煤而言，其對于開采中的煤炭裝運、支護等，采用的常規(guī)處理方式，現(xiàn)在只要采用滾筒式的采煤機，通過螺旋槳切割使得煤層開采更加高效，配套開采設備還有刮板輸送機、鋼梁支護頂板等，整體煤炭產(chǎn)出率較高。此外，綜采工藝也是機械化采煤重要代表，在采煤機械化和自動化上更具優(yōu)勢，較適用于大型煤礦開采。

（四）小煤礦技術改造

在煤礦產(chǎn)業(yè)調整中，更多的小煤礦被關停，主要因其采煤工藝與設備相對落后，采煤安全難以保障，這有助于煤礦也健康發(fā)展。中小煤礦要發(fā)展，就要注重采煤技術改造，創(chuàng)新采煤工藝，提高中小煤礦的采煤機械化水平。還要考慮到頂板控制在小煤礦中難以發(fā)揮技術優(yōu)勢，這也是小煤礦事故重要誘因，所以要加強小煤礦中頂板及底板控制，保障開采安全。

二、采煤技術與工藝的選擇探究

（一）綜合機械化采煤工藝

在煤礦開采中，綜采工藝的優(yōu)勢較為顯著，具有更高的機械化水平，已成為采煤工藝的重要發(fā)展方向，在大中型煤礦中多有應用。綜采技術的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：資源損耗少，生產(chǎn)效率高，安全隱患少，降低采煤工人勞動強度等。但是綜采技術也有明顯的不足之處，采煤設備耗資巨大，設備方面投入較大，對于生產(chǎn)系統(tǒng)的要求較高，并且對綜采設備操作人員素質要求很高，很多中小煤礦企業(yè)不能很好地滿足其使用要求，因此綜采工藝在實際煤礦生產(chǎn)中并未得到普及。與此同時，綜采技術對煤的存儲條件要求也很嚴格，需要保證煤層結構的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)斷層現(xiàn)象，不利于綜合機械化采煤工作的順利進行。目前來說，在采用這項技術的過程中，主要是考慮安全因素。在條件允許的情況下應用綜采技術，能夠有效減少煤礦安全事故，增加采煤生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

（二）普通機械化采煤工藝

該工藝在實際煤礦開采中有著很好的適應性，又被稱為普采工藝，具有更廣泛的應用空間。其主要工作原理是通過采煤機來完成相關工序，提高工程的機械化水平，減少不必要的工作量。但是在使用普采設備的過程中，采煤效率往往不盡人意，煤礦產(chǎn)量不達標。經(jīng)不斷發(fā)展，高檔普通機械化采煤也得到了較好應用，在進行支護和空頂?shù)倪^程中主要依靠人力實現(xiàn)，采用液壓支柱的方式能夠大大提高頂板的穩(wěn)定性，減少工人勞動量的同時又提高了工作效率。采用普采方式雖然存在著很多不足之處，但是相對于其他采煤工藝其優(yōu)點也十分明顯。首先相對于綜采工藝來說，普采方式耗資更少，產(chǎn)煤的經(jīng)濟效益更高，能夠很好地適應各種復雜工況，也可以將其應用于中厚層，與此同時輔助性系統(tǒng)的配置也一定要到位，能夠有效降低施工的操作難度。在中小型煤礦中經(jīng)常會用到這種開采方法。將液壓支柱應用于高檔普采，效率提升明顯，在此基礎上提高了采煤的機械化程度，有利于采煤企業(yè)獲得競爭優(yōu)勢。

（三）爆破采煤工藝技術

使用爆破方式落煤，對定向準確性要求較高，爆破采煤的煤塊均勻、煤壁平直，對后期支護影響小。所以，使用毫秒延期定向爆破技術，可以在一定程度上減少爆破的時間，提升出塊效率。因為爆破落煤之后有一部分會進入輸送機，所以只需要工作人員進行很短時間的裝煤工作。此外，有許多機械設備能夠高效地輔助工作人員進行裝煤。生產(chǎn)中可使用爆破震動較小的開采設備，或者使用一些智能化的自動開采設備。并且還需要全方面地分析所用工藝的安全性、經(jīng)濟性以及對周圍環(huán)境與居民生產(chǎn)生活所帶來的影響，加工時所用的設備也最好使用自動化、智能化的設備，在一定程度上減少人工環(huán)節(jié)。相關技術人員必須制定完善的、科學化的爆破設計，詳細設計鉆孔、炮孔驗收、裝藥、充埴堵塞等環(huán)節(jié)。測量臺階高度、最小抗線，并結合地形、地質確定各個炮孔。需要注意的是，孔深度的誤差范圍必須要維持在 30 cm 以內，傾角維持在 2 以內，孔距、排距也必須維持在 30 cm 以內。

結束語

綜上所述，為達到更高效率及安全性要求，采煤技術與工藝的選擇較為關鍵，應當充分結合煤礦開采條件，選擇更為適用的采煤技術，創(chuàng)造更高經(jīng)濟價值。當前，在先進科技的推動下，采煤技術與工藝獲得極大提升，有著較高發(fā)展?jié)摿Γ瑫r也為采煤作業(yè)提供更多技術選擇空間，這也是采礦事業(yè)發(fā)展的新動力。