我國采煤工藝技術現(xiàn)狀及其研究

李 勁

(山西汾西礦業(yè)集團正令煤業(yè)公司，山西孝義032300)

0 引言

我國是煤炭資源大國，因此煤炭的開采利用是國家的重要經濟產業(yè)之一。目前，對采煤工藝和采煤技術的不斷發(fā)展，煤炭資源在開采方面更加合理科學，降低了浪費，提高了經濟利用率和經濟效益。本文從我國目前的采煤工藝的發(fā)展現(xiàn)狀進行討論，詳細介紹采煤工藝和采煤技術的發(fā)展研究成果。

1 采煤工藝分類

我國的煤炭資源分布不均勻，加上開采條件和煤礦所有制的差異等因素，主要的工藝分為3 種，分別是國有煤礦的綜采工藝、地方煤礦的普通機械采煤工藝、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的爆破采煤工藝。

1.1 綜合機械化采煤工藝

綜合機械化采煤工藝簡稱綜采工藝。該種工藝在采煤的整個過程中全部的生產程序都是由機械設備來完成的，因此大大減少了工人的勞動強度，相應的施工的安全系數也明顯得到提高，是目前我國綜采工藝中最為先進的工藝技術。通過使用高科技設備比如雙滾筒采煤機的使用，在割煤工序中由于煤層的高低起伏變化，工人只需要將采煤機進行調整就可適應煤層的高低變化，運用單雙向的割煤技術將頂煤和底煤割掉，而割取完成之后采煤的滾筒運用投擲功能將煤直接投擲到運輸機上。炮煤機的結構非常簡單，檢修方便、自控能力非常強，對于煤層厚度在2 m 以下的薄煤層開采和割煤非常方便，如果煤層厚度超過2 m，刨煤機的使用會受到一定的影響。原煤被投擲到運輸機之后，再由工人運用橋式轉載機和帶式運輸機將煤運出即可。機械操作省時省力安全可靠才，采煤優(yōu)勢非常明顯。

1.2 爆破式采煤法

爆破式采煤方法最適宜于地質環(huán)境比較復雜的煤層，一般是鄉(xiāng)鎮(zhèn)私人煤礦企業(yè)的采煤工藝的首選。該種方法相對比較落后，但是獨特的爆破式采煤工藝設備非常簡單，因此采煤的成本相對較低，對于地質地形的適應能力比較強;其缺點是勞動強度比較大，另外工人在應用爆破方式時首先要詳細分析煤層的硬度、厚度和分布屬性，然后根據所得信息來確定爆破參數。爆破參數包括煤塊的破碎度等，在爆破的過程中要注意煤壁、頂板、支柱以及最后運輸的安全。在保證爆破強度的情況下，盡量減少雷管等爆破物的使用，以防止造成更大的財產損壞?，F(xiàn)今在爆破采煤工藝技術上也有所改進，大部分煤礦企業(yè)均使用毫秒爆破技術，從而不僅保證了爆破效果，同時還極大地提高了原煤的生產效率。原煤在運輸過程中大多都是由爆破效應來完成，只有部分是依靠勞動力來完成，和原始的采煤工藝相比明顯降低勞動強度。

1.3 普通機械采煤工藝

普通機械采煤工藝是爆破采煤工藝的有效補充。一般來說在采煤工程中，落煤和裝煤等工序均是靠采煤機械來完成，但是原煤的運輸、支護和采空區(qū)的處理方面，基本上和爆破采煤工藝一致。普通機械采煤工藝顧名思義還是要利用機械來完成采煤的一系列工序。與綜采工藝相同，其采煤機也分為兩種，分別是單雙滾筒采煤機，可以實現(xiàn)單向和雙向切割技術。該種工藝最適合用于煤層厚度在1.5 m 以下，煤層的形狀高低起伏等變化比較怪異，同時掘進距離比較短的工作面。

2 不同采煤方法的優(yōu)缺點

我國地域廣闊，東西南北的跨度都比較大，因此地質條件和煤層情況均有明顯的差異，這就要求在采煤技術的選擇上比較多樣化。在我國采煤方法主要包括柱式體系采煤法、急斜煤層采煤法、長壁放頂煤采煤法、傾斜長度采煤法、長壁采煤法等。其中實用性最強、技術最成熟、應用最為廣泛的采煤方法就是長臂采煤法。傾斜長臂采煤方法的優(yōu)點是布置比較簡單，巷道的掘進和維護費用較低，投產也非?？?。由于運輸系統(tǒng)相對比較簡單，所以運輸費用也相應降低，該種方法在開采過程中不會受到斷層的影響，因此掘進工作面的連續(xù)性能夠得到保證。其缺點是下行通風問題得不到有效的解決，因此導致無法長距離地進行掘進和運輸，甚至連行人都異常困難。

在中斜度煤層、近水平煤層和緩斜度煤層的開采過程中，由于在采空區(qū)域的處理和頂板支護的處理上，傾斜分層下行垮落采煤法可以通過鋪設假頂的方式完美解決，并且在保證安全生產的前提下提升煤礦的采出率。但是該種方法的生產組織以及生產管理工作比較復雜，因此在認識到不足的同時，科研人員不斷進行實踐研究，煤礦開采技術已逐步取代了分層開采方式。

長壁放頂煤采煤法在巷道的掘進率上比較低，非常的高產和高效，其優(yōu)點是工作面搬遷的情況非常少，對于煤層的賦存條件和地質條件的適應性比較強。急傾斜煤層是典型的分布較廣但是產量較少的類型，在急傾斜煤層中的中厚和厚煤層采煤方法的使用中，偽斜柔性掩護支架應用起到了較好的經濟效果。隨著采煤技術的不斷精進，巷道簡化布置和側向放煤技術的應用使得急傾斜煤層的開采更加高效和安全。

3 地下采煤工藝的基本條件

我國的地形分布和地質結構均比較復雜，因此各個地區(qū)的煤炭資源在開采時都要根據地理環(huán)境制定相應的開采方法，地質條件存在差異，對于設備、技術等的要求均會有所不同。綜合考量之后，選擇比較適宜的采煤工藝，從而保證高效和高產。

綜采工藝的適宜條件。綜采工藝由于機械化程度比較高，因此大大提升生產效率，同時能夠兼顧生產施工人員的安全，對于勞動力比較缺乏的地區(qū)比較適宜;其缺點是對于煤層的要求相對比較高，因為是全機械化生產，所以生產成本比較高，再加上機械設備的操作需要專業(yè)的操作人員做技術支撐，因此對于技術的要求也比較高。考慮到這些因素，綜采工藝的開采條件是煤層的結構比較簡單，煤層的地層和頂層的條件都非常好，煤層的傾斜角度和賦存值波動范圍均比較小，其中對于傾斜角度的要求在55°以下。

普通的機械化采煤工藝較綜采工藝其機械化程度明顯較低，相應的生產成本也明顯較低，但是生產效率也只能占到綜采工藝的一半;但是其優(yōu)點也非常明顯，比如對于煤層的地質要求較低，能夠應對比較復雜的煤層結構，和爆破采煤工藝相比，其操作更加簡便，能夠很好地適應地質結構小、巷道的推進距離較短等煤層的開采施工。

4 采煤準備與開拓方式

4.1 準備方式

目前，在我國應用最為廣泛的采煤準備方式包括帶區(qū)式、采區(qū)式以及盤區(qū)式三種形式，而最為常用的準備方式是采區(qū)方式，主要是因為帶區(qū)式和盤區(qū)式兩種準備方法會因為煤層的傾斜角度而受到影響。①帶區(qū)式:該種準備方式的巷道布置比較簡單，但是對于煤層的傾角有一定的要求，一般的煤層傾角要小于12°坡度比較緩的煤層，坡度較緩特別是坡度趨近于水平的煤層，開采準備工作時經濟效益異常顯著。主要的準備方式可以細分為兩種，分別是:單一煤層相鄰兩分帶工作面和煤層群相鄰兩分帶工作面帶區(qū)的準備工作。②采區(qū)式有上下山聯(lián)合準備方式、煤層群分組集中采取聯(lián)合方式。③盤區(qū)式。主要包括上山盤區(qū)單層、聯(lián)合準備方式，盤區(qū)石門集中平巷聯(lián)合準備方式等。

4.2 開拓方式

目前，在我國最常用的開拓方式包括:多井筒分區(qū)域開拓、平硐開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓方式。

5 結語

我國工業(yè)生產技術的不斷發(fā)展，促使采煤工藝技術也得到了迅速提高。作為煤炭資源開發(fā)工作者，一定要不斷鉆研先進的科學技術，使采煤工藝技術更加智能化、機械化，順應市場的需求，促使煤炭資源在國家經濟建設中起到更大的作用。

［1］趙杰.目前我國采煤工藝技術現(xiàn)狀及其研究［J］.山東煤炭科技，2010(1).

［2］孫永奎.采煤工藝技術發(fā)展的研究［J］.煤，2013(15).