淺談采煤方法的選擇

蔡國彬

摘要：采煤方法和工藝的進步和完善始終是采礦學科發(fā)展的主題。該文介紹了采煤技術的發(fā)展、采煤工作的現(xiàn)狀及目前采煤工作中存在的問題；對單一走向長壁采煤法，采煤工藝、傾斜長壁采煤法以及放頂煤采煤技術進行了論述；提出了采煤方法的選擇原則以及具體措施。

關鍵詞：采煤方法；綜采；放頂煤

一、概述

中國是世界煤炭資源最豐富的國家之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國煤炭探明儲量在9000億t以上，含煤面積55萬余km2，而且煤種齊全，我國一次性能源消費結構中，煤炭占75%以上，從煤中可以提取200多種產品，因此煤炭工業(yè)發(fā)展的快慢，將直接關系到國計民生和我國的社會主義經濟建設。新中國成立后，原煤產量飛速增長，到2005年原煤產量已達30多億，居世界首位。近幾年來，由于對采煤方法進行了改革，以及更新了一批現(xiàn)代化采煤設備，已使一大批煤礦跨入了現(xiàn)代化高產高效煤礦的行列。

二、各種開采方法特點及適用條件

（一）單一走向長壁采煤法采煤工藝

目前，我國長壁采煤工作面有炮采、普采和綜采三種采煤工藝。

1.炮采

炮采即爆破采煤工藝，其特點是爆破落煤，爆破后人工裝煤，機械化運煤，用單體支柱支護工作空間頂板。我國炮采工藝經歷了三個主要發(fā)展階段：建國初期，推行長壁采煤工藝，工作面采用拆移式刮板輸送機運煤，木支柱支護頂板；20世紀60年代中期開始，采用能力較大，能整體前移的可彎曲刮板輸送機運煤。用摩擦式金屬支柱和鉸接頂梁支護頂板，使工作面單產和效率有了較大提高；進入20世紀80年代，炮采工作面裝備的技術手段更新速度加快，用防炮崩單體液壓支柱代替了摩擦式金屬支柱，工作空間得到有效控制，而且工作面輸送機裝上鏟煤板和擋煤板，減輕工人的體力勞動。爆破采煤的工藝過程包括打眼、放炮和人工裝煤、刮板輸送機運煤、移輸送機、人工支護和回柱放頂?shù)戎饕ば颉?/p>

2.普通機械化采煤工藝

普通機械化采煤工藝，簡稱“普采”，其特點是用采煤機械同時完成落煤和裝煤工序，而運煤、頂板支護和采空區(qū)處理與炮采工藝基本相同。

普采面使用單滾筒和雙滾筒兩種采煤機工作方式。單滾筒采煤機的滾筒一般位于工作面下端頭，這樣可縮短工作面下缺口的長度，使貨量不通過機體下方，裝煤效果好。雙滾筒采煤機解決了工作面兩頭做缺口的工作量，有利于工作面技術管理。采煤機有單向和雙向兩種割煤方式。雙向割煤，往返進兩刀。中厚煤層單滾筒采煤機常采用單向割煤，往返進一刀，它適合于采高在1.5m以下的薄煤層，滾筒直徑接近采高、頂板較穩(wěn)定，煤層粘頂性不強等條件。

3.綜采

綜采即綜合機械化采煤工藝，即破、裝、運、支、處五個主要生產工序全部實現(xiàn)機械化，因此，綜采是目前我國最先進的采煤工藝。

（二）傾斜長壁采煤法

傾斜長壁采煤法與走向長壁采煤法相比，主要是采煤工作面及兩巷的布置不同，并取消了采區(qū)上（下）山的巷道，傾斜長壁采煤法，在一定的地質開采技術條件下，技術效益比較顯著。

1.礦壓顯現(xiàn)及支護特點：對于仰斜工作面，由于傾角的影響，頂板將產生向采空區(qū)方向的分力，在此分力作用下，頂板的懸臂巖層將向采空區(qū)方向移動，使頂板巖層產生拉力作用。

2.采煤工藝特點：仰斜開采時，水可以自動流向采空區(qū)，工作面無積水，勞動條件好，當煤層傾角<10°左右時，采煤機及輸送機工作穩(wěn)定性尚好，如傾角較大則截煤效果達不到理想狀態(tài)。

3.適用條件：按目前的設備條件，傾斜長壁采煤法主要適用傾角在12°左右，目前礦井應用較少，對于傾斜和斜交斷層較多的區(qū)域，能大致劃分成較為規(guī)則分帶的情況下，也可采用傾斜長壁采煤法或偽斜長壁采煤法。

（三）放頂煤采煤法

放頂煤采煤法的實質就是在厚煤層中，沿煤層底部布置一采高2～3m的長壁工作面，用常規(guī)方法進行回采，利用礦山壓力的作用輔以人工松動方法，使支架上方頂煤破碎后由支架后方放出。放頂煤有許多的優(yōu)點：比如降低成本，提高效率等，它主要適用于煤層厚度在6m以上，頂煤厚度過小易發(fā)生超前冒頂。頂煤破碎主要依靠頂板巖層的壓力，其次是反復支撐作用。因此，煤的堅固性系數(shù)一般應小于3，且適用于傾角不太大的煤層。缺點是資源回收率低。

三、開采方法的選擇

采煤方法的選擇必須堅持安全、經濟、回采率高的原則。采煤方法的選擇在基于上述原則的基礎上，應大力提高煤炭的回采率，根據(jù)具體煤層的條件以及它所適應的最合理的開采方法，減少資源浪費，減輕工人的體力勞動，加強環(huán)保。歸納起來有以下幾點：

1.煤層比較理想。地質條件比較好的煤田中應大力提倡綜采。

2.對于煤層比較理想，頂板破碎的情況可采用放頂煤開采技術。

3.對于煤層塊段儲量不大，地質條件復雜，工作面搬家次數(shù)較多的工作面易采用普通機械化采煤方法。如礦井進入后期開采，工作面搬家次數(shù)較多，基本采用普通機械化采煤方法。

4.對邊角煤層塊段，地質構造區(qū)域內的煤柱，在保證安全、回收資源的前提下只能采用炮采方式。

四、結束語

煤礦開采技術隨著煤層賦存條件的不同而有很大的差異。我國煤層賦存條件多種多樣，目前國有重點煤礦緩斜、傾斜和急斜煤層可采儲量分別占86.3%，10.1%和3.6%；這些特點決定了我國采煤方法必然是多種多樣的。