【摘要】文章介紹了煤礦井下開采技術(shù)特點及井下采煤，分析了井下開采技術(shù)存在的問題，探究發(fā)展的對策及加快推進(jìn)井下采煤技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】采煤；井下開采；技術(shù)

1.井下開采技術(shù)特點

（1）煤礦開采分為：露天開采和井下開采兩種方式。相對于露天開采而言，井下開采更復(fù)雜和具有難度，操作性也更強(qiáng)；其次井下開采要結(jié)合地質(zhì)情況、構(gòu)造情況、煤層分布特點等，來制定合理的開采方案，其中包括開采方式（井筒采用平硐或斜井）、開采設(shè)備的選擇和支護(hù)方法的確定等等。

（2）開采方式的選擇要根據(jù)煤礦類型來確定，不同的開采方式采收率差別很大，井下開采常用長壁式開采、放頂煤開采等方式，露天煤礦開采多直接采用挖掘的方式。采煤工藝的發(fā)展多是伴隨著實踐的探索和不斷的經(jīng)驗總結(jié)，每種采煤工藝的變革都是自上而下的一系列設(shè)備方法的改進(jìn)，而不僅是單純的某個環(huán)節(jié)。

2.井下采煤

2.1開采順序和方法

對于傾角10°以上的煤層一般分水平開采，每一水平又分為若干采區(qū)，先在第一水平依次開采各采區(qū)煤層，采完后再轉(zhuǎn)移至下一水平。開采近水平煤層時，先將煤層劃分為幾個盤區(qū)，立井于井田中心到達(dá)煤層后，先采靠近井筒的盤區(qū)，再采較遠(yuǎn)的盤區(qū)。如有兩層或兩層以上煤層，先采第一水平最上面煤層，再自上而下采另外煤層，采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機(jī)械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長，一般100～200m，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的采煤機(jī)械，因而產(chǎn)量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30m，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費用，主要缺點是回采率低。

2.2生產(chǎn)系統(tǒng)

包括采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等。采煤系統(tǒng)包括工作面的落煤、裝煤，將煤由工作面運往井底車場，直到提升至地面。主要井巷包括采煤工作面，采區(qū)順槽、采區(qū)上山、水平運輸大巷、石門等。主要設(shè)備有采煤機(jī)、運輸機(jī)械，支護(hù)設(shè)備及提升機(jī)等。掘進(jìn)系統(tǒng)是為了保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，即在當(dāng)前生產(chǎn)同時，要開掘出新的工作面、采區(qū)及生產(chǎn)水平以備接替其包括掘進(jìn)工作面、矸石運至井底車場由副井提升后送至堆放地。主要設(shè)備包括掘進(jìn)、支護(hù)、運輸、提升等所用的設(shè)備以及風(fēng)動鑿巖機(jī)、空氣壓縮機(jī)及其管路等。通風(fēng)系統(tǒng)由進(jìn)風(fēng)井巷、回風(fēng)井巷、通風(fēng)機(jī)和井下通風(fēng)設(shè)施如風(fēng)橋、風(fēng)門等構(gòu)成。排水系統(tǒng)由巷道中的水溝、水倉、水泵峒室、水泵及排水管路組成。供電系統(tǒng)要求不得中斷、以保安全，因此供電電流為雙回路，同時進(jìn)入采區(qū)和回風(fēng)道的電器設(shè)備都必須采用礦用防爆型，防止瓦斯爆炸。輔助運輸系統(tǒng)包括人員上下和材料，設(shè)備的運輸。安全系統(tǒng)包括預(yù)防瓦斯爆炸、瓦斯突出，以及井下火災(zāi)和水災(zāi)所需要的救治設(shè)備、設(shè)施、器材、儀表和監(jiān)測系統(tǒng)。

2.3采掘工作面

采煤工作面是地下采煤的工作場所，隨著采煤的進(jìn)行，工作面不斷向前推進(jìn)，原來的采場即成為采空區(qū)。長壁工作面采煤的工序為破煤、裝煤、運煤、支護(hù)及控頂?shù)任屙?；短壁工作面只有前四個工序。以滾筒式采煤機(jī)為主，組成長壁工作面綜合機(jī)械化設(shè)備，可以完成五個主要工序，稱為綜合機(jī)械化采煤，簡稱綜采，此工作面稱綜采工作面。掘進(jìn)工作面是井巷掘進(jìn)的工作場所，分為巖巷、煤巷和半煤巖巷三種。掘進(jìn)工序分破巖、裝運和支護(hù)三項。掘進(jìn)方法分兩種，一為鉆爆法，二為使用掘進(jìn)機(jī)。前者應(yīng)用范圍廣但機(jī)械化程度低，后者包括全斷面巖巷掘進(jìn)機(jī)及懸臂式掘進(jìn)機(jī)兩種。煤礦一般廣泛使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)，包括掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運輸機(jī)和支護(hù)設(shè)備共同組成掘進(jìn)綜合機(jī)械化，完成三道主要工序，稱為綜掘。

2.4采煤機(jī)械化分級

按中國煤礦的地質(zhì)情況及實際生產(chǎn)狀況，將機(jī)械化分為三級：普通機(jī)械化采煤，簡稱普采，采煤工作面裝有采煤機(jī)、可彎曲鏈板輸送機(jī)和摩擦式金屬支柱、金屬頂梁設(shè)備，可完成前三工序機(jī)械化，但功率較小，一般工作面年產(chǎn)量15～20萬t。高檔普通機(jī)械化采煤，簡稱高檔普采。采煤工作面裝有采煤機(jī)，可彎曲鏈板輸送機(jī)，液壓支柱和金屬頂梁，可使前三工序機(jī)械化。由于有液壓支柱，因此頂板維護(hù)狀況良好，支護(hù)和控頂雖為手工操作，但勞動強(qiáng)度大為減輕，功率亦較大，年產(chǎn)量為20～30萬t。綜合機(jī)械化采煤，簡稱綜采?？赏瓿晌鍌€工序的機(jī)械化。當(dāng)前性能不斷改進(jìn)，能力不斷增大，操作日益簡化，應(yīng)用范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.井下開采技術(shù)存在的問題

（1）采煤技術(shù)水平仍然較低，技術(shù)裝備較差，采煤機(jī)制造技術(shù)落后。與國外同行業(yè)相比，在機(jī)電一體化、智能化、自動化的控制技術(shù)，產(chǎn)品可靠性技術(shù)，數(shù)字集成技術(shù)與計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)，仍然存在較大差距。

（2）在采煤機(jī)械化系統(tǒng)，運輸系統(tǒng)、采場圍巖控制系統(tǒng)、巷道準(zhǔn)備系統(tǒng)和輔助運輸系統(tǒng)技術(shù)裝備較差，功率及生產(chǎn)能力較小，機(jī)械化程度和工效普遍不高。

（3）引進(jìn)消化國外先進(jìn)設(shè)備方面不夠。在井下自救系統(tǒng)、避災(zāi)系統(tǒng)、個人防護(hù)裝備水平仍然很低，對瓦斯等重大災(zāi)害預(yù)測預(yù)報的儀器、儀表還不能完全達(dá)到要求，對安全事故的防治技術(shù)及裝備不能充分有效防治災(zāi)害或最大限度減輕災(zāi)害。

（4）煤礦重大科技攻關(guān)課題難以實現(xiàn)，重大安全技術(shù)問題難以解決。目前我國煤礦在“一通三防”。防治水、礦井深部地壓、沖擊地壓、高溫害和支護(hù)等方面存在許多技術(shù)難題，嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn)，這些涉及行業(yè)技術(shù)發(fā)展共性基礎(chǔ)性和前瞻性的重大科技工作課題，國家支持范圍和力度與過去相比大大減少。

重點煤炭企業(yè)下放后，受單個企業(yè)和科研院所經(jīng)濟(jì)實力限制，難以開展技術(shù)攻關(guān)。煤炭地下氣化技術(shù)和煤炭地下漿化（液化）技術(shù)受經(jīng)濟(jì)成本等因素影響未能有效推廣應(yīng)用。

4.煤礦井下開采技術(shù)發(fā)展

開發(fā)煤礦高效節(jié)約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高度可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)。以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置，生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

加快實施“科技興煤”戰(zhàn)略。建立科技攻關(guān)資金渠道.爭取每年從科技部或國家發(fā)展改革委安全技術(shù)改造專項資金中列支一部分。作為引導(dǎo)資金。在國家煤礦安全監(jiān)察局的領(lǐng)導(dǎo)下，組織煤炭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、大專院校和有關(guān)單位開展開采技術(shù)、安全領(lǐng)域基礎(chǔ)性技術(shù)研究和科技攻關(guān)。

5.結(jié)束語

運用現(xiàn)代高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的煤炭開采技術(shù)。在研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平的同時，要研究開發(fā)多層次、多樣化的采煤工藝，提高急傾斜、不穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層的單產(chǎn)和機(jī)械化水平。研究完善現(xiàn)有裝備，提高其生產(chǎn)能力，增強(qiáng)配套性、可靠性、提高使用壽命。采煤機(jī)向大型化、多電機(jī)大容量化、整機(jī)結(jié)構(gòu)模塊化、機(jī)電一體化和可靠性自動控制發(fā)展；液壓支架以支撐掩護(hù)式為主，架體寬長、調(diào)高范圍大、功能齊全、工作阻力大，電液控制；工作面和礦井運輸設(shè)備強(qiáng)力、配套，實現(xiàn)連續(xù)化。

【參考文獻(xiàn)】

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