摘 要：井下采煤方式是煤礦挖掘生產(chǎn)過(guò)程中極為關(guān)鍵的一環(huán)，若掌握了將下回采技術(shù)與回采工藝的合理組合，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化策略來(lái)進(jìn)行高效率生產(chǎn)，這對(duì)企業(yè)、對(duì)社會(huì)都意義重大。尤其是在呼吁環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)的新時(shí)代，充分搭配組合好井下回采技術(shù)與回采工藝，既實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益，更能實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞：最優(yōu)化策略;回采工藝;礦層勘探

1 回采工藝的自身發(fā)展與內(nèi)在規(guī)律

1.1 回采工藝選擇的因素與條件

回采工藝最重要的是進(jìn)行挖掘開(kāi)采煤礦的方法、工序順序、前后步驟的最優(yōu)化、最合理策略。井下礦床分布極為復(fù)雜，不同的分布規(guī)律就要求采礦工人需采取有所差別、具體分析的機(jī)械裝備與策略步驟。采取最優(yōu)化回采工藝策略，才能最大程度保障采礦工人生命財(cái)產(chǎn)安全、企業(yè)成本大幅降低、生態(tài)環(huán)境得到充分保護(hù)。

1.2 回采工藝的類(lèi)型與優(yōu)劣

經(jīng)過(guò)社會(huì)主義工業(yè)化的不斷探索，我國(guó)勞動(dòng)人民普遍推崇采取的回采工藝有四種：普通機(jī)械化回采工藝、炮采回采工藝、水力回采工藝系統(tǒng)、綜合機(jī)械化回采工藝。每種回采工藝各有利弊。

1.2.1 綜合機(jī)械化回采工藝

綜采工藝特點(diǎn)：綜采技術(shù)是數(shù)代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，凝結(jié)著回采工藝不斷地創(chuàng)新發(fā)展的成果，其自動(dòng)化、機(jī)械化最大程度的減少了采礦工人的無(wú)謂勞動(dòng)，節(jié)省了體力，使生命安全保障有了極大的提升。功率大的滾筒采煤機(jī)和高液壓支架的發(fā)明創(chuàng)新，應(yīng)用半徑不斷擴(kuò)大，井下煤礦的開(kāi)采挖掘系統(tǒng)有了極大的簡(jiǎn)約化、集成化，有利于進(jìn)行集中管理。

1.2.2 普通機(jī)械化回采工藝

普通機(jī)械化回采工藝是采取自動(dòng)化、機(jī)械化方法進(jìn)行粉碎煤礦和裝輸煤礦一體化和單體支柱支護(hù)的回采工藝。普采與綜采工藝的差別在于，普采不采取全自動(dòng)化流程，其支護(hù)、放頂工序需人工進(jìn)行。某種程度上，普采工藝的工人勞動(dòng)量較大;經(jīng)濟(jì)效益上以及安全保障上都與綜采工藝有一定區(qū)別。

1.2.3 爆破回采工藝

炮采顧名思義，是指用爆破方法在長(zhǎng)壁工作面粉碎煤礦和裝輸煤礦一體華和單體支柱支護(hù)的回采工藝。在炮采工藝中，由于不需要什么昂貴機(jī)械設(shè)備，成本極低是一大優(yōu)勢(shì);另外，炮采工藝基本上可應(yīng)對(duì)大部分礦床分布，不存在什么技術(shù)障礙。雖然這為企業(yè)節(jié)省了一部分成本開(kāi)支，但是它的弊端顯而易見(jiàn)。在炮采工藝中，高強(qiáng)度的工人勞動(dòng)來(lái)維護(hù)炮采工作面采煤和支護(hù)這兩項(xiàng)主要任務(wù)，勞動(dòng)工人的體力勞動(dòng)大幅增加，支護(hù)工作極為不安全，這使他們的生命安全有了較大威脅，即使節(jié)省成本，但炮采工藝的產(chǎn)量并不高、日產(chǎn)量及勞動(dòng)生產(chǎn)率低、材料消耗量大，相對(duì)經(jīng)濟(jì)效益大打折扣。

1.2.4 水力回采工藝

水力采煤是一種工藝技術(shù)進(jìn)步，它利用水槍射流粉碎煤礦，借助于一定的坡度使碎煤隨水流從開(kāi)采面中流出，沿巷道憑“無(wú)壓水力運(yùn)輸”原理運(yùn)到儲(chǔ)存庫(kù)中，再由井底儲(chǔ)藏庫(kù)用煤漿泵把水煤交融而成的液態(tài)煤漿抽離到地面。它使一般機(jī)械化、自動(dòng)化采煤的復(fù)雜工序、重復(fù)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過(guò)程得到了簡(jiǎn)化。水采工藝設(shè)備不復(fù)雜、不昂貴，由于流程簡(jiǎn)化了無(wú)用重復(fù)勞動(dòng)，采礦工人們的生命安全保障、效率性問(wèn)題有了極大改善，但是水采工藝的經(jīng)濟(jì)效益不樂(lè)觀，所開(kāi)采出煤礦耗損大，水電資源耗費(fèi)高。

2 井下開(kāi)采的邏輯思路

2.1 井下開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用邏輯

2.1.1 自然條件

井下自然環(huán)境復(fù)雜多變，采取何種開(kāi)采技術(shù)有著至關(guān)重要的意義。在一般深度的礦井中，采取爆采工藝較為合適。比如在井下礦區(qū)內(nèi)以煤礦柱作為支撐，在回采過(guò)程中若采取爆破方式，就會(huì)極高效率的粉粹煤礦，便于開(kāi)采。但是柱采煤礦技術(shù)所形成工作面較小，單方面開(kāi)采必然影響生產(chǎn)效率，這就要求井下開(kāi)采技術(shù)要采取多方面開(kāi)采系統(tǒng)進(jìn)行同時(shí)作業(yè)，這要就保證了經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)對(duì)井下煤礦開(kāi)采到一定深度時(shí)，仍需通過(guò)爆破方式進(jìn)行回采。

2.1.2 經(jīng)濟(jì)效益

企業(yè)、礦場(chǎng)主的成本、經(jīng)濟(jì)效益也是不得不考慮的問(wèn)題。一般規(guī)律來(lái)說(shuō)，井下采煤方式的上手性易，易操作，成本低廉，開(kāi)采質(zhì)量較為保障。但是一般此種采煤方式的缺點(diǎn)需對(duì)井下煤礦資源分布及周?chē)h(huán)境有一個(gè)清晰了解，這個(gè)過(guò)程中的探測(cè)成本花費(fèi)也不得不考慮。

2.2 井下開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新

井下煤礦的分布極不規(guī)律，企業(yè)若想高效率的進(jìn)行開(kāi)采，就不得不令開(kāi)采人員對(duì)井下地理自然環(huán)境進(jìn)行深入探測(cè)，得到煤礦分布的確切位置規(guī)律。但是對(duì)于一些自然環(huán)境極為惡劣的地下礦床，采用傳統(tǒng)開(kāi)采方式無(wú)疑使經(jīng)濟(jì)效益、生命安全有著極大不確定性，因此必須采用先進(jìn)高效的開(kāi)采設(shè)備來(lái)最大程度的確保井下采煤的效率和安全保障。井下回采技術(shù)的先進(jìn)成果的長(zhǎng)臂開(kāi)采法就是一種適應(yīng)于各類(lèi)復(fù)雜自然環(huán)境的煤礦開(kāi)采技術(shù)手段。長(zhǎng)臂開(kāi)采方式作為主流采煤手段在全球范圍內(nèi)進(jìn)行傳播和采用。長(zhǎng)臂開(kāi)采技術(shù)具有自動(dòng)化、智能化、安全系數(shù)高的優(yōu)勢(shì)，能高效率有助于采礦工人的勞動(dòng)生產(chǎn)，從而確保采煤工作的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)友好。

長(zhǎng)臂開(kāi)采技術(shù)與傳統(tǒng)化井下回采技術(shù)相比在許多生產(chǎn)工序上進(jìn)行了發(fā)展與改良?，F(xiàn)在井下回采技術(shù)中廣泛采用的頂煤開(kāi)采技術(shù)實(shí)則是長(zhǎng)臂開(kāi)采技術(shù)中的一種類(lèi)型。頂煤開(kāi)采技術(shù)是一種先進(jìn)的創(chuàng)新，頂煤的開(kāi)采利用效率有了極大飛躍。其開(kāi)采過(guò)程包括頂煤開(kāi)采步驟順序的確定、頂煤支架的安放、相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量等;頂煤首次采集與回采方法利用的是曲面平巷布置及煤柱尺寸測(cè)量計(jì)算、沿空掘巷、留巷技術(shù)等。

首先，長(zhǎng)臂礦區(qū)的幾何尺寸也明顯增大。面板尺寸的增加可以有效地提高開(kāi)采效率，節(jié)約開(kāi)采時(shí)間。采用該采礦方法后，煤礦的開(kāi)采效率提高了近10%。在礦山運(yùn)輸方式上，長(zhǎng)臂采礦方式改變了傳統(tǒng)的鐵路運(yùn)輸方式，采用了高效、穩(wěn)定的皮帶運(yùn)輸方式。這種運(yùn)輸方式可以實(shí)現(xiàn)從開(kāi)采礦井到煤礦基地再到運(yùn)輸鐵路的綜合運(yùn)輸過(guò)程，并配有極為相恰的運(yùn)輸系統(tǒng)，大大節(jié)省了運(yùn)輸成本。

技術(shù)人員應(yīng)在建立有機(jī)統(tǒng)一的良性循環(huán)系統(tǒng)和改良創(chuàng)新技術(shù)的前提下，優(yōu)化原有的開(kāi)采方式和巷道布置方式，結(jié)合井下煤礦自然地理環(huán)境，合理制定最優(yōu)化、最高產(chǎn)的開(kāi)采技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)煤礦的綜合開(kāi)采和管理。盡量簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程，刪減或優(yōu)化一些不必要的生產(chǎn)過(guò)程。在保證生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，努力實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型生產(chǎn)，提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3 井下回采技術(shù)與回采工藝的關(guān)系及最優(yōu)化組合策略

理清不同工序之間的順序關(guān)系和各自所用到的機(jī)械設(shè)備、所消耗的人力勞動(dòng)、所需要的時(shí)間，進(jìn)行不同工序有機(jī)化、最優(yōu)化安排，減少無(wú)用重復(fù)性勞動(dòng)。同時(shí)要兼顧如支護(hù)線、回柱放頂線、作缺口線等的后續(xù)工作高效有序進(jìn)行。

井下回采技術(shù)的應(yīng)用必須充分考慮地下自然地理環(huán)境和煤礦資源分布的情況。在充分勘探后需根據(jù)地下實(shí)際地形地貌確定使用何種機(jī)械設(shè)備、何種回采工藝，并充分將最優(yōu)化策略方案?jìng)鬟_(dá)給采礦工人。采礦鉆具進(jìn)入地下礦床后，要充分利用測(cè)量?jī)x器就實(shí)地測(cè)量計(jì)算和具體情況具體分析地調(diào)整井下開(kāi)采角度，以保證挖掘采集方向的正確率。在采礦鉆具勘探進(jìn)程中，要適當(dāng)準(zhǔn)確的變換鉆具方向性，預(yù)防鉆具距離預(yù)定角度有極大誤差，使生命安全、經(jīng)濟(jì)效益得不到充分保障。與井下采煤相對(duì)的露天開(kāi)采技術(shù)大多采用直接采礦法，而井下采煤不得不思考實(shí)際井下地理環(huán)境、勞動(dòng)工人的生命安全、成本性?xún)r(jià)比的開(kāi)采設(shè)備，大多選取由上向下的回采技術(shù)。隨著回采工藝與井下回采技術(shù)的改良創(chuàng)新，定向開(kāi)采技術(shù)被廣泛承認(rèn)并采納。井下定向開(kāi)采技術(shù)較為靈活，不從單一方向進(jìn)行開(kāi)采，而是從全方位進(jìn)行采集，如今應(yīng)用定向鉆孔法進(jìn)行地下采煤方位確定。

合理科學(xué)的回采工藝與井下回采技術(shù)對(duì)設(shè)備要求、實(shí)際地貌、礦床豐富、勞動(dòng)周期、高效管理、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)友好有極大依賴(lài)性與要求。井下采煤進(jìn)程中，是否可以刪減一些無(wú)用重復(fù)性工序步驟，怎樣進(jìn)行高效率的采煤流水線并聯(lián)體系，怎樣充分進(jìn)行時(shí)間和空間的最優(yōu)化安排，是回采工藝形式上不得不思考的命題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張桐桐，榮鵬，黃剛，等.智慧礦山發(fā)展趨勢(shì)下的采礦工程建設(shè)[J].中國(guó)機(jī)械，2019（6）：79-80.

作者簡(jiǎn)介：

靳鵬波（1987- ），男，籍貫：山西省陽(yáng)城縣，2009年畢業(yè)于山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，現(xiàn)就職于山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦。