趙瑞平 劉玉越 杜國斌

臨沂礦業(yè)集團(tuán)田莊煤礦

關(guān)于井下采煤技術(shù)和工藝選擇研究

趙瑞平 劉玉越 杜國斌

臨沂礦業(yè)集團(tuán)田莊煤礦

在我國，工業(yè)生產(chǎn)需要的主要能源是煤炭。雖然當(dāng)下國家大力宣揚(yáng)節(jié)能減排，但煤炭資源的作用基本不可替代。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了科技的進(jìn)步，也使得井下采煤技術(shù)得到了長足的發(fā)展。我國雖然是資源大國，但資源總有耗盡的一天，而煤炭的形成也需要長時(shí)間的沉淀。在此情況下，進(jìn)行井下采煤技術(shù)和工藝的分析、選擇是極有意義的舉措。使用科學(xué)的井下采煤技術(shù)并合理應(yīng)用采煤工藝對我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義，還有利于提升煤礦的安全系數(shù)、提高采煤效率等。

井下采煤；技術(shù)；工藝選擇

1 井下采煤方式的技術(shù)研究

1.1 硬厚頂煤的控制技術(shù)

由于硬厚頂煤的控制技術(shù)的處理速度快，對實(shí)際開采過程中的環(huán)境因素能夠做出迅速反應(yīng)，可以較好地處理采煤過程中的環(huán)境問題，所以通常被運(yùn)用在開發(fā)埋深淺、支撐壓力偏小的硬厚頂煤生產(chǎn)環(huán)境中。硬厚頂煤的控制技術(shù)有著頂煤深孔預(yù)先爆破技術(shù)和高壓注水裂縫技術(shù)所具有的優(yōu)勢，可以說是二者的結(jié)合體，將其合理運(yùn)用在硬厚頂煤生產(chǎn)環(huán)境中，可以達(dá)到隨采隨冒、提高煤礦資源回收率的效果，對煤礦企業(yè)的井下采煤工作有著非常重要的意義。

1.2 硬頂板的控制技術(shù)

硬頂板的控制技術(shù)普遍運(yùn)用于地壓比較小的生產(chǎn)環(huán)境中，它主要是運(yùn)用巖石傾斜深孔爆破和壓裂等手段來對硬頂板環(huán)境進(jìn)行有效處理。在實(shí)際的運(yùn)用中，硬頂板的控制技術(shù)與硬厚頂煤的控制技術(shù)是非常相似的，同樣可以達(dá)到隨采隨冒的效果。不僅如此，硬頂板的控制技術(shù)還可以通過步距垮落來完成煤礦資源的回收利用，而且在實(shí)際的采煤過程中，還起到了保護(hù)地面相關(guān)設(shè)施安全的作用，再加上硬頂板的控制技術(shù)具有的多重功能性，使它成為目前井下煤炭開采過程中使用最為普遍的一種技術(shù)。

1.3 放頂煤開采技術(shù)

放頂煤開采技術(shù)是煤礦開采過程中的一種輔助技術(shù)，屬于回采工藝中的一種，它主要運(yùn)用在井下煤礦開采工作的進(jìn)度定位上，如果能夠科學(xué)、合理使用好該項(xiàng)技術(shù)，不僅可以有效提升采煤的工作質(zhì)量和開采效率，還可以進(jìn)一步優(yōu)化煤礦井下開采的施工工序，所以放頂煤開采技術(shù)也是井下采煤中的一種重要技術(shù)。在實(shí)際的使用過程中放頂煤開采技術(shù)有著較多的限制條件，例如：在煤層平均厚度低于四米時(shí)、在采放比大于1：3時(shí)、在采區(qū)、工作面的回采率達(dá)不滿足礦井的設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)、在煤層含有瓦斯等突出危險(xiǎn)時(shí)、在礦井的水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜時(shí)，又或者是采放后存在著與地表水、老窯積水和強(qiáng)含水層導(dǎo)通等情況時(shí)，都不可以使用放頂煤開采的方式進(jìn)行井下煤礦的開采。

2 井下采煤工藝的選擇研究

2.1 普通采煤技術(shù)工藝

普通采煤技術(shù)工藝的適用性較強(qiáng)，是一種將采煤、裝煤、破煤等工藝結(jié)合到一起完成的工藝，在綜合性能方面較強(qiáng)。企業(yè)在選擇采煤工藝的時(shí)候依據(jù)的原則有三個(gè)，分別為安全性生產(chǎn)原則、高采出率原則、經(jīng)濟(jì)性原則。普通采煤技術(shù)工藝遵循的就是經(jīng)濟(jì)性原則，從成本的角度看，普通采煤技術(shù)工藝耗費(fèi)的資金相對較少，而且其工藝水平適用于多種煤炭的開采，因?yàn)槠溥m用性高的原因，設(shè)備的調(diào)換也非常便利，市場上很容易找到替換的設(shè)備零件。再者，普通采煤技術(shù)工藝的操作也較為簡單，工作人員可以在短時(shí)間內(nèi)掌握工藝的操作方法，使得工程的準(zhǔn)備階段較快完成。但是這種工藝在開采出的煤炭數(shù)量質(zhì)量方面就有所欠缺，應(yīng)當(dāng)考慮到實(shí)際情況的需求后慎重選擇。

2.2 爆破采煤工藝

爆破采煤工藝是在煤礦的環(huán)境非常復(fù)雜的時(shí)候需要使用爆破技術(shù)進(jìn)行落煤時(shí)才使用的工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于操作簡單，工作人員上手容易，操作的時(shí)候也不易發(fā)生失誤。同時(shí)爆破采煤工藝的資金消耗也很低，企業(yè)不需要承擔(dān)過多的開采成本。但是，在使用了爆破采煤工藝之后，煤礦中的環(huán)境因?yàn)楸ǖ年P(guān)系將變得十分惡劣，對于井下作業(yè)的員工來說，會對其身體造成非常大的傷害。而且經(jīng)過爆破之后煤礦的生產(chǎn)效率也會隨之降低，開采出來的煤炭無論是開采量還是開采率都難以提高。因?yàn)檫@種開采技術(shù)對人員安全的威脅，所以國家規(guī)定爆破采煤工藝只能使用于地形非常復(fù)雜的煤礦區(qū)域，而且要無法使用正常的機(jī)械設(shè)備，逼不得已的時(shí)候才能使用，這也是出于安全性生產(chǎn)原則的角度考慮。

2.3 綜合性采煤工藝

在應(yīng)用綜合采煤技術(shù)工藝進(jìn)行井下采煤的過程中，煤礦切割、煤炭運(yùn)輸以及支護(hù)作業(yè)面等各個(gè)流程都需要機(jī)械化設(shè)備跌支持，相較于其他井下采煤技術(shù)工藝而言，綜合采煤技術(shù)工藝有著眾多優(yōu)勢，在井下采煤的過程中，其能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗、高效率的工作，且對于工作人員的要求不高，工作強(qiáng)度不大，當(dāng)前有著眾多的煤炭開采企業(yè)都積極地應(yīng)用綜合采煤技術(shù)工藝。但需要明確的是，綜合采煤技術(shù)工藝在應(yīng)用的過程中也有著許多的局限性，綜合采煤技術(shù)工藝依賴于機(jī)械設(shè)備，而這些機(jī)械設(shè)備的成本較高，同時(shí)其對礦井的性能要求較高，且依賴于管理人員高超的管理操作水平，因此在選擇綜合采煤技術(shù)工藝的過程中要注意以上幾點(diǎn)問題。經(jīng)過大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，綜合采煤技術(shù)工藝在煤層傾角小于50°的范圍內(nèi)比較適合使用。因此一些機(jī)械設(shè)備配置完善，管理人員操作要求高，且煤層傾角比50°小的井下采煤過程中可以考慮選擇綜合采煤工藝技術(shù)。

2.4 連續(xù)采煤工藝的選擇

連續(xù)采煤工藝要求非常嚴(yán)格的井下煤層結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)科學(xué)地應(yīng)用連續(xù)采煤工藝，以及確保15°以下的煤層傾斜角，煤質(zhì)需要在中硬或者是硬之間，不可以太軟。連續(xù)采煤工藝的功能性決定了可以在采掘井下煤礦的過程中普遍地應(yīng)用，連續(xù)采煤工藝技術(shù)的特點(diǎn)是采掘安全性高、投入的費(fèi)用少等，而這一系列的優(yōu)勢恰恰是進(jìn)行井下煤礦采掘的根本所在。可是，任何的事物都具備兩面性，對于連續(xù)采煤工藝來講，也是這樣的。盡管可以給井下煤礦的采掘帶來很大的好處，可是，與此同時(shí)，也面臨著一定的不足之處。具體來講，其不足之處是由于這種工藝采掘煤礦難以實(shí)現(xiàn)較高的資源回收率，以及缺少安全性、通風(fēng)狀況差等，進(jìn)而難以安全性地管理整個(gè)煤礦。

結(jié)語

綜上所述，煤礦生產(chǎn)與發(fā)展核心就是采煤技術(shù)與工藝的合理選擇與應(yīng)用，這也是完成礦井高產(chǎn)高效的重要依據(jù)，煤礦企業(yè)的生產(chǎn)指標(biāo)主要是由資源條件、使用的采礦技術(shù)與工藝而決定的。所以，合理地選擇采煤技術(shù)與采煤工藝是保證煤礦開采高產(chǎn)高效的重要問題，同時(shí)也是我們在進(jìn)行煤礦開采時(shí)所必須要堅(jiān)持的原則。