高峰

【摘 要】合理的采煤方法不但可以保證礦井生產(chǎn)能力，而且應(yīng)該實現(xiàn)安全高效開采，同時最大限度地回收資源。該文介紹了采煤技術(shù)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(shù)進(jìn)行了論述；提出了采煤方法的選擇原則以及具體措施。

【關(guān)鍵詞】煤層；采煤方法；選擇

1.煤礦開采技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢

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(jié)構(gòu)中，煤炭占75%以上，從煤中可以提取200多種產(chǎn)品，因此煤炭工業(yè)發(fā)展的快慢，將直接關(guān)系到國計民生和我國的社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)。新中國成立后，原煤產(chǎn)量飛速增長，到2005年原煤產(chǎn)量已達(dá)30多億t，居世界首位。近幾年來，由于對采煤方法進(jìn)行了改革，以及更新了一批現(xiàn)代化采煤設(shè)備，已使一大批煤礦跨入了現(xiàn)代化高產(chǎn)高效煤礦的行列。

2.各種開采方法特點及適用條件

2.1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。

2.1.1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(jī)械化運煤，用單體支柱支護(hù)工作空間頂板。我國炮采工藝經(jīng)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(jī)運煤，木支柱支護(hù)頂板；20世紀(jì)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(jī)運煤。用摩擦式金屬支柱和鉸接頂梁支護(hù)頂板，使工作面單產(chǎn)和效率有了較大提高；進(jìn)入20世紀(jì)80年代，炮采工作面裝備的技術(shù)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(jī)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(jī)運煤、移輸送機(jī)、人工支護(hù)和回柱放頂?shù)戎饕ば颉?/p>

（1）打眼和放炮。落煤要求保證規(guī)定的循環(huán)進(jìn)度，工作面平直，不留底煤和頂煤，以減輕對頂板的破壞、降低炸藥和雷管消耗。因此，要根據(jù)煤層的硬度、厚度、節(jié)理和裂脫的發(fā)育狀況及頂板條件，確定打眼爆破參數(shù)，包括炮眼排列、角度、眼深、裝藥量、一次起爆的炮眼數(shù)量以及爆破次序等。

（2）裝煤與運煤。炮采工作面大多采用SGW-40（或150）型可彎曲刮板輸送機(jī)運煤，在摩擦式金屬支柱或單體液壓支柱及鉸接頂梁所構(gòu)成的懸壁支架掩護(hù)下，輸送機(jī)移近煤壁，有利于爆破裝煤與運煤。

（3）炮采工作面支護(hù)和采空區(qū)處理。目前，我國部分炮采工作面仍采用金屬摩擦支柱和單體液壓支柱支護(hù)，其布置方式主要有單柱、對柱和密集支柱三種形式。最小控頂距應(yīng)保留3排支柱，以保證足夠的工作空間，最大控頂距一般不超過5排支柱。隨著采煤工作面不斷向前推進(jìn)，頂板懸露面積越來越大，為了工作面的安全和正常生產(chǎn)，需要及時對采空區(qū)進(jìn)行處理。由于頂板特征、煤層厚度和保護(hù)地表的特殊要求等條件不同，采空區(qū)有多種處理方法，但最常用的是全部垮落法。

2.1.2普通機(jī)械化采煤工藝

普通機(jī)械化采煤工藝，簡稱“普采”，其特點是用采煤機(jī)械同時完成落煤和裝煤工序，而運煤、頂板支護(hù)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(jī)工作方式。單滾筒采煤機(jī)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(jī)體下方，裝煤效果好。雙滾筒采煤機(jī)解決了工作面兩頭做缺口的工作量，有利于工作面技術(shù)管理。采煤機(jī)有單向和雙向兩種割煤方式。雙向割煤，往返進(jìn)兩刀。中厚煤層單滾筒采煤機(jī)常采用單向割煤，往返進(jìn)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(qiáng)等條件。

2.1.3綜采

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

2.2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(zhì)開采技術(shù)條件下，技術(shù)效益比較顯著。

（1）礦壓顯現(xiàn)及支護(hù)特點：對于仰斜工作面，由于傾角的影響，頂板將產(chǎn)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(chǎn)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(dāng)煤層傾角<10左右時，采煤機(jī)及輸送機(jī)工作穩(wěn)定性尚好，如傾角較大則截煤效果達(dá)不到理想狀態(tài)。

（3）適用條件：按目前的設(shè)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(yīng)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。

2.3放頂煤采煤法

放頂煤采煤法的實質(zhì)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(jìn)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(fù)支撐作用。因此，煤的堅固性系數(shù)一般應(yīng)小于3，且適用于傾角不太大的煤層。缺點是資源回收率低。

3.開采方法的選擇

（1）煤層比較理想。地質(zhì)條件比較好的煤田中應(yīng)大力提倡綜采，如安徽恒源煤電公司綜采工作面，在 2005年6月創(chuàng)出月產(chǎn)15萬t的回采記錄。在2005年創(chuàng)年產(chǎn)100萬t的記錄。

（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(shù)。如山東兗州礦業(yè)集團(tuán)東灘礦綜采工作面，采用兩柱式的綜采設(shè)備開采，在 2006年2月創(chuàng)出月產(chǎn)50萬t的全省記錄。在2006年創(chuàng)年產(chǎn)600萬t的全省紀(jì)錄。同時解決了個別煤層因頂板破碎而冒頂?shù)碾y題。

（3）對于煤層塊段儲量不大，地質(zhì)條件復(fù)雜，工作面搬家次數(shù)較多的工作面易采用普通機(jī)械化采煤方法。如徐礦集團(tuán)龐莊礦進(jìn)入后期開采，工作面搬家次數(shù)較多，基本采用普通機(jī)械化采煤方法。

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

4.結(jié)束語

煤礦開采技術(shù)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。20世紀(jì)80年代以來采煤方法得到迅速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)明顯改善，普通機(jī)械化采煤工作面的裝備發(fā)展較快，綜合機(jī)械化采煤工作面向大功率、電牽引、程序化發(fā)展。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦安全條件將進(jìn)一步得到改善，采煤生產(chǎn)技術(shù)必將達(dá)到國際先進(jìn)水平。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張先塵.錢鳴高等太中國采嫌學(xué)[M].北京.煤炭工業(yè)出版杜，2003，（5）.

[2]徐永祈.國內(nèi)外采煤技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煤礦技術(shù)，1996，（2）.

[3]徐永祈.謀礦地下開采技術(shù)發(fā)展與展望[J].煤炭學(xué)報，1998.