试论采煤方法的选择及影响因素分析.pdf

i n as c i e n c ea n d T e c h n o l o g y R e v i 试论采煤方法的选择及影响因素分析 郭志 强 山西高平科兴赵庄煤业有限公司山西高平0 4 8 4 0 0 [ 摘要] 采煤方法的选择是否合适关系到煤矿生产的经济性和安全性， 本文分析了煤矿采煤方法选择时应遵循的安全性、 经济性、 高产性的原则， 并研究了 目前常用的各类采煤方法的特点的适用条件， 最后提出了影响采煤方法选择的地质因素、 技术水平因素和经济效益因素 ， 说明在选择采煤方法时， 要充分考虑煤层 厚度、 煤层倾角等地质条件， 同时根据 自身的技术设备水平， 在保证经济效益的前提下， 做 出正确的选择 。 [ 关键词] 采煤方法安全性经济性影响因素 中图分类号 T D8 2 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 1 4 X 2 0 1 3 1 9 0 2 4 2 一O 1 1 ． 引言 我国煤炭资源丰富， 分布面积广， 煤 田类型多样， 开采煤层也具有多样化的 特征 ， 针对不同的矿区情况和不同的企业技术条件 ， 选择合适的采煤方法时我 国煤炭生产研究的重要课题之一。 煤矿生产指标的优劣 ， 除了受到自然资源条 件限制外 ， 更决定于所采用的采煤方法的实用性和适应性， 只有选择合适的采 煤方法， 才能提高矿井生产水平和经济效益。 因此， 做好采煤方法的选择工作具 有非常重大的意义。 2 ． 采煤方法的选择 2 1采煤方法的选择原则 采煤工作是煤矿井下生产的中心环节。 采煤方法的选择是否合理， 影响着 矿井的生产安全和各项技术经济指标。 因此， 要根据矿山的具体条件选择合适 的采煤方法。 采煤方法需要遵循以下基本原则 第一， 安全生产的原则。 安全是头等大事， 生产必须保障安全。 要充分利用现有的先进技术， 对采煤 进行科学的管理， 保证井下安全 ， 对于所选择的采煤方法， 应仔细检查采煤工艺 的各个工序和采煤系统的各生产环节， 必须符合 煤矿安全规程 的规定。 第二， 经济效益原则。 经济效益是评价采煤方法好坏的个重要指标。 适合同煤矿具体条件的 采煤方法有多种 ， 但每种采煤方法的经济指标却有所是不相同， 甚至是非常悬 殊的。 因此要确定合理的经济方案， 需要保证以下几个方面的要求 采煤工作面 单产高、 劳动效率高， 材料消耗少、 煤炭质量好、 保证较低的成本。 第三， 煤炭采出率高。 充分利用煤炭资源， 减少煤炭损失， 提高煤炭采出率 ， 是国家对煤矿企业的 一 项重要技术政策。 在选择采煤方法时， 要综合考虑减少煤炭损失、 减少井下火 灾、 保持和延长采煤工作面和采区的开采期限、 降低掘进率等指标 。 2 2各种采煤方法比较及适用条件分析 第一， 倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法 。 该方法对开采煤层所采用的采煤工艺进行回采， 第一分层 回采后， 下分层 在垮落的岩石下进行回采 该采煤方法适用于缓倾斜、 倾斜薄及中厚煤层 ， 可有 效缓解倾斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区问题。 第二， 普通机械化采煤工艺。 普采面单滚筒采煤机工作方式是指普采面单滚筒采煤机的滚筒一般位于 机体靠近输送机平巷一端 ， 这样可缩短工作面下切口的长度 ， 使煤流尽量不通 过机体下方。 该采煤工艺对于中厚煤层而言， 多采用m字形割煤 ， 可以克服工作 面一端无立柱控顶时空过长和工作量不均衡等缺点， 对于采高1 ． 5 米以下的薄 煤层， 多采用单向割煤。 第三， 单一走向长壁采煤法采煤工艺。 目前我国单一走向长壁采煤工作面主要有炮采、 普采和综采三种采煤工艺 方法。 炮采的特点是爆破落煤 ， 爆破及人工装煤， 机械化运煤。 普采则是用采煤 机械同时完成落煤和装煤工序。 综采是综合机械化采煤工艺的简称， 将破、 装、 运 、 支、 处这五个主要生产工序全部机械化 ， 因此， 综采是 目前最先进最普遍的 采煤工艺。 综合机械化采煤工艺工作面全部实行机械化作业， 其生产过程大体 如下 采煤机落煤与装煤、 输送机运煤 、 自移式液压支架前移 、 推移输送机至新 位置、 采空区顶板强行放顶。 由于综合机械化采煤是现代化作业的大规模生产， 而其生产是连续性的高技术， 高产高效的。 第四， 倾斜长壁采煤法。 倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相比， 其不同之 处主要是采煤工作面布置及回采方向。 对于仰斜工作面 ， 由于倾角而产生的采 空区方向的分力， 使顶板的悬臂岩层向采空区方向移动， 使顶板受拉力作用。 该 采煤方法主要适用于 倾角在l 2 度以下的煤层 ； 若对工作面采取一定的技术措 施， 则可扩展到l 2 度一 l 7 度得煤层 ； 煤层倾角在2 O 度的煤层， 只有极少数的矿井 24 2 l 科 技 博 览 才应用 ； 对于倾斜和斜交断层较多且能划分为规则分带的区域 ， 也可采用该方 法。 第五， 放顶煤采煤法。 放顶煤采煤法是在厚煤层中， 沿煤层底部布置采高为 2 - 3 米的长壁工作面， 利用矿山压力的作用辅 以人工松动方法 ， 使支架上方顶 煤破碎后成散体后由支架后方放出。 它主要适用于煤层厚度在6 一 l 咪 ， 煤的坚 固性系数小于3 米， 且倾角不宜太大的煤层。 放顶煤开采新技术在经济效益上有 着巨大的优势， 使采煤方法产生了根本性的变革。 但是， 放顶煤开采新技术对工 作面采场围岩的破坏范围大， 回采率低 ， 瓦斯涌出量加大， 出现了 自然发火严 重、 煤尘超标等技术和安全问题 。 3 ． 采煤方法选择的影响 因素分析 根据各类采煤方法的特点和适用条件， 满足采煤方法选择的基本原则， 在 选择和设计采煤方法时， 必须充分考虑地质条件 因素和技术经济等方面的因 素 3 ． 1地质因素 直接影响采煤方法选择的地质因素主要包括以下几个方面 第一， 煤层倾角 ， 它是影响采煤方法的重要因素 ， 它不仅会影响到采煤工作 面的落煤方法、 运煤方式等， 还会影响航道的布置、 通风等各种参数。 第二， 煤层厚度 ， 对于不同的煤层厚度， 应选择不同的开采方法， 薄及中厚 煤层通常为一次采全厚， 厚及特厚煤层可以采用分层开采的方法， 另外煤层厚 度还会影响到采空区处理方法的选择 。 第三， 煤层及围岩特征， 煤层的软硬度及结构特征、 围岩的稳定性等都直接 影响到采煤方法的选择 ， 并会影响到采区中的各种参数 。 第四， 煤层的地质构造情况也是选择采煤方法的重要指标 ， 对于条件稳定 的煤层 ， 宜选用综采， 埋藏条件不稳定的， 则适合使用普采， 在选在采煤方法之 前， 应该充分的掌握开采范围内的地质构造情况。 第五， 煤层的含水性和 自燃情况， 若含水量大 ， 在采煤之前应布置排水系 统， 同时根据煤的自燃性确定是否进行防火灌浆等措施， 这些因素在选择采煤 方法时都应予以充分的考虑， 以保证安全性。 3 ． 2技术水平因素 采煤方法的选择受到煤矿技术水平的限制， 特别是装备水平和生产中的设 备供应等条件。 随着技术水平的提高， 我国的采煤方法、 采煤工艺也在不断的创 新， 例如放顶煤采煤法、 一次采全厚采煤法等在最近十年内得到了广泛的应用。 而随着技术的发展， 必然会产生新的、 高效益 、 高安全性的采煤方法 。 3 ． 3经济因素 矿井的经济效益是选择采煤方法的重要因素。 现代化的采煤装备要依靠资 金的投入。 要根据投人与产出的关系， 选择正确的采煤方法， 这是矿井高效益的 前提。 在选择采煤方法时， 还要充分考虑材料供应等因素 ， 如材料能否就地取 材， 对于填充材料和假顶材料能否取材降低成本， 有时也会成为选择采煤方法 的重要因素。 4 ． 结论 煤矿开采是否选择了合适的采煤方法 ， 对煤矿生产的经济效益和安全性有 着非常重要的作用， 煤矿企业要提高自身的竞争力 ， 必须根据煤矿的自然条件 和技术条件 ， 选择适合的采煤方法， 重视先进采煤设备的引进， 重视对煤炭基本 地质条件的调查， 重视资金的投入， 在保证安全性和经济性的前提下， 根据各类 采煤方法的特点， 选择出合适 自身矿区的工艺方法 ， 这样才能保证煤矿企业的 高产， 也是实现煤矿现代化、 机械化和集中化的先决条件 作 者简 介 郭志强， 男， 汉族 ， 1 9 7 5 年6 月出生， 本科学历， 助理工程师， 主要研究方向 采矿工程。