淺談煤礦開采中井下采煤技術及采煤工藝選擇

＊馬建軍

（陽泉市大陽泉煤礦有限責任公司 山西 045000）

引言

隨著我國煤炭事業的發展建設，該領域的相關技術已經得到質的飛躍，比如我國煤礦開采的相關技術得到完善，更加趨于成熟，其中的井下煤礦開采技術逐漸實現機械化生產，利用人工結合機械的工作方式，大幅度提升工作效率和工作質量。然而隨著我國對煤礦開采的需求量逐漸增大，開采的規模也越來越大，對井下開采技術要求越來越高，采煤的工藝越來越復雜。為保障開采過程中施工人員的人身安全，盡最大努力避免安全事故的發生，要從各個環節把關，其中最需要著重把關的就是在井下開采煤礦的情況。雖然井下采煤技術已經趨于成熟，但仍有上升空間。除了井下開采技術外，采煤工藝的選擇也很重要，施工人員要通過仔細勘察，對開采環境有一定了解，結合開采情況和現有技術，根據自身工作經驗正確做出判斷，選擇安全、合適的采煤工藝。

1.煤礦開采技術之井下采煤技術

圖1 綜合機械化采煤工藝

井下采煤是煤礦開采過程中不可缺失的一環，在技術改革之前，需要工作人員下到井下去采煤，對于采煤人員來說，不僅采煤環境惡劣導致員工無法依據經驗控制采礦時間以及保證工作質量，最重要的是采煤人員的人身安全沒有保障。因此提高井下采煤技術機械化是必要的，不僅提高工作效率還能夠大大降低意外事故的發生可能性，這才是最具有現實意義的。

(1)綜合機械化采煤技術

綜合機械化技術顧名思義即指施工過程中所有與生產環節相關的操作都要使用機械，利用機械進行割煤、采煤等相關工作步驟。其中要特別關注的是兩個步驟，一個步驟是割煤，要等割煤機成功破煤后施工人員完成裝煤步驟才算割煤環節完成。其中的破煤步驟可以有多種選擇，利用滾筒式采煤機和刨煤機兩種機械進行割煤通常是企業使用的方式。另一個就是運輸環節，要將開采出來的煤利用傳送機運輸出去。運輸環節的關注點在于將開采出來的煤全部運出，保證開采數量和運煤數量的誤差降到最小。綜合機械化采煤技術的重要意義是采礦人員從生產環節的開始到結束都是利用機械工作，注意機械使用時要嚴格遵守操作規范，相關的工作人員的人身安全可以有保障，工作效率大大提高的同時也要保證勞動強度穩定甚至降低，具有提高工作質量的作用。

圖2 普通機械化采煤技術

(2)普通機械化采煤技術

普通機械化不同于綜合機械采煤技術在生產環節全程使用機械而是以大量勞動力作為支持的條件下結合機械工具采煤的一種采煤技術。這樣的采煤技術使用的工具也不同于上文提到的采煤機而是單滾筒或者雙滾筒的采煤機，通過人工操作，進行采煤。這樣的采煤技術對煤礦企業來講可以大大降低成本需要，保證預算不超支，在合理范圍內降低的成本的方式，保證自身盈利的穩定增加。因為勞動力充足，可以利用勞動力代替高投入的機械化生產，以增減勞動力控制工作的質量，這是企業以盈利為中心進行施工的一種方式。該方式的不足在于不僅浪費大量勞動力還降低人員采煤的安全性，有發生意外事故的風險。

(3)連續采煤技術

連續采煤技術是多在發達國家使用的一種技術，以連續采煤機的成套設備為工具，在滿足井下煤層構造的條件下進行井下采煤，我國尚未完全掌握該技術，所以能夠完全掌握該技術是我國煤礦企業的下一步發展研究方向之一，該技術的產生有助于我國煤礦事業的發展。該技術的主要應用環節同樣是采煤環節的破煤和裝煤，該技術以利用連續采煤機的施工方法，達到將掘進和開采結合成一個環節的目的，方便采煤企業在煤礦采集時以提高工作效率為目的降低對勞動力的需求，以此降低工作人員的施工風險以及增加工作的效率。在這樣的技術支持下，煤礦企業的開采工作無論從工作質量還是日后的利益所得的角度分析都是非常輕松高效的。另外，從環境保護角度分析，采煤時的連續施工方便員工對部分煤柱進行回收，減少礦產資源的浪費。如我國使用該技術，符合我國可持續發展戰略。

(4)爆破采煤技術

最后一個采煤技術是炮采技術，即爆破采煤技術。爆破采煤技術是通過爆破方式使煤下落后再進行裝煤等環節完成采煤工作。爆破采煤技術相比上文中的技術更加復雜，操作流程中注意事項較多，因此依據流程的順序展開分析注意點：

①爆破落煤：這個過程需要注意的是運送機、頂板的安全性以及爆破的精準性。相關專業人員必須將這二者的“保障”做到安全范圍以內，即充分滿足保證安全性以及精準性的所需條件，安全問題做好才能進行爆破落煤。

②裝煤：這個步驟比較簡單，工作人員只需要把爆破后落在工作面上的原煤裝載，或人工方式或運輸機裝載或者兩者搭配都可以。

③支護工作面，處理采空區：采空區處理對采煤過程的安全性有保障性作用，主要依靠前兩個步驟的操作以及最后的支護空間頂板完成。

2.煤礦開采之井下采煤工藝選擇

煤礦企業的經營主要依靠煤礦開采技術、煤礦開采工藝選擇、以及管理制度等多個方面的協作配合。由于煤礦開采技術與我國煤礦領域的技術發展有關，各企業技術水平基本保持持平，能夠在市場競爭力上體現優勢。所以，市場競爭力得核心體現就是合理、科學得做出采煤工藝選擇。

(1)綜合機械化采煤技術與工藝的適用條件

綜采的適用情況很簡單，只要保證煤層的傾角小于55°即可。值得一提的是，根據綜采的“三低”（低耗能、低勞動力需求、低勞動強度）“三高”（高效率、高質量、高安全性）優勢以及可以改善開采環境、保證工作質量的優勢看，都是企業的最佳選擇，然而在我國只有部分企業選擇了這項技術，原因是綜采的成本投入非常高。我國能夠使用該項技術的專業人才還很缺乏，如果企業選擇使用這項技術，需要找到具有豐富經驗的從業人員，有足夠的專業知識儲備，不僅要有理論知識的基礎還要有實際操作的經驗做支撐，才能夠將該技術的優勢完全發揮出來。

(2)普通機械化采集技術及工藝的適用條件

該技術的一項優勢非常明顯，就是成本低并且具有很強的實用性。因此很多中小型企業會在進行大量開采時普遍應用該技術。低成本是因為對機械設備的需求轉為對勞動力的需求。該技術是能夠快速適應高難度的煤礦開采，利于企業開采地質結構復雜的煤礦的一種采煤技術，因為該技術的另一個優勢特點就是對地質條件的超強適應性。因為需要勞動力作為技術的另一部分主體因素，所以對操作人員的專業要求沒有綜采要求高，技術比較容易掌握。

(3)連續采煤技術及工藝的適用條件

雖然我國仍未完全掌握該項技術，只將該技術作為大、中型煤礦開采的輔助，但是為滿足相關行業的企業發展需要，還是要充分分析的。該技術的適用條件簡單陳述是需要滿足井下煤層構造的條件，展開分析是需要煤層傾角滿足低于15°、煤層結構簡單且埋藏深度淺三項條件，除去缺乏通風的缺點和較前兩種方式的適用條件略顯苛刻外，優點也是顯著的，比如可以保證出煤的速度、操作時安全性很高，機械化的程度也很高，以及在做到以上優點的同時還能保證投入的成本低。因此在我國技術還不達水平的時候就要作為輔助技術運用在煤礦開采的工作當中。從目前我國煤礦開采的需求市場以及科技進步的狀況分析，提高對該技術的了解以及完善該項技術的信息，加大對該技術的掌握、完善是具有實際意義的。

(4)爆破采煤技術及工藝的適用條件

炮采技術同普采技術一樣具有低成本、高適應性的特點，同屬易于掌握操作的技術。但注意事項要多于普采技術。關于這項技術的不足非常明顯，比如容易破壞環境、制造巨大煙塵等，需要我國相關部門提高對該技術的投入，進而完善該項技術，減少不足。

3.總結語

隨著我國煤礦事業的發展、科學技術不斷進步，帶動采煤技術不斷完善、創新，然而仍有很大上升空間。減少技術的不足，完善各項技術，對完成我國采煤事業發展的機械化、智能化是必需的舉措。因此煤礦企業應該加強對相關知識的學習，招聘優秀的人才進行研發、創新，積極迎合國家的發展。除此之外還要結合實際情況正確選擇現有的各項技術，利用機械設備工作，充分發揮每項技術的作用，高效且保證安全性的完成工作并在工作過程中貫徹可持續發展戰略。