浅析井下采煤技术及采煤工艺的选择.pdf

2 0 1 3 年第1 2 期 总 第 2 5 5 期 中阂高 新技} 毛 ／止 ＼ I l l c H{ H H l G T E c H Ht E P j e‘ NO． 1 2 ． 2 0 1 3 Cu mu l a t iv e t y N O． 2 5 5 浅析井下采煤技术及采煤工艺的选择 盛 中涌 开滦 集团 蔚 州矿业公 司单侯矿，河北 张家口 0 7 5 7 0 0 摘要 文章根据采煤技术的发展状况，主要结合 多年的实际工作经验 ，对井下采煤技术以及采煤工艺的选择 进行探 究分析 ，详细介绍了一些适合井下采煤的技术方法和工艺，进而在一定程度上提 高采煤效率 ，促进煤 炭开采业的发展。 关键词 井下采煤；生产技术；采煤工艺；采煤效率 中图分类号 TD8 2 3 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 ～ 2 3 7 4 2 0 1 3 1 2 0 1 2 8 0 2 随着社会技术的不断发展 ，我国采煤行业的技术也在 不断提高，煤炭开采的技术水平直接关系到煤炭行业将来 的发展。我国的煤矿行业的开采必须要站在开采技术的前 端 ，从解决煤炭开采工程的实际情况出发。只有拥有科学 的设备装备和先进的开采技术 以及知识产权才能占领煤炭 行业的主导地位。合理的采煤方法和技术决定了煤炭开采 的效率。从2 O 世纪5 O 年代开始，我国的采煤工艺和技术方 法都在不断的改进与完善 ，尤其是2 0 世纪8 0 年代以来，我 国的煤矿生产能力不断加大，如何根据我国含煤地质的特 点以及煤炭存储量的状况选择合理的采矿方法 ，实现煤炭 高效安全的生产成为了一个重要任务。 本文主要根据采煤技术的发展状况 ，主要结合笔者多 年的实际工作经验，首先阐述了井下采煤生产技术 ，然后 分析煤矿企业的采煤工艺选择方法 ，通过对比选择比较科 学合理的采煤技术和采煤工艺，提高采煤效率 ， 促进煤炭 开采业的发展。 1 井下采煤技术分析研究 虽然我 国的煤矿井下作业开采已经有一段较长的历 史 ，但是和发达国家相比，技术上还是有一定差距的。科 学技术迅速发展的今天，煤矿开采已经开始向集约化、机 械化以及智能化发展，矿井开采工艺和开采技术成为了煤 炭开采行业的主要研究内容。煤炭开采的效率关系到整个 煤炭行业能够高效健康的发展。 1 ． 1 炮采工艺 炮采就是用爆破的方式来开采煤矿 ，通过人工进行装 煤，皮带运输，用单体支柱来支撑空间顶板。炮采煤矿最 大的缺点就是爆破完必须及时对开采空去进行处理。此工 艺的一个最关键环节就是安置炮眼，一般有下面五种安置 方法，如图1 所示。 炮采实现的具体步骤以及注意点如下 1 ． 1 ． 1 爆破落煤 。此种工艺的要求就是爆破精度精 确，工作面是平直的，煤块破碎也要做到均匀 ，顶部和底 部都不会留煤 ， 不破坏顶板、运送机以及支柱等等，而且 要尽可能地减少炸药和雷管的使用数量。因此，在爆破的 1 2 8 时候一定要严格熟悉煤层顶部 、底部的顶板厚度及承受能 力 ，还有煤层厚度、硬度、间隙等等情况 ，从而选择合理 的位置钻眼，设定爆破数据，采用煤电打眼放炮。 意 r辩 1 囊 葛 下 1rr 翻 一 e 五托嚷 秭 黝艉‘ c 】 飘飘 d 三毒冁 图1 炮眼安置方法示意 图 1 ． 1 ． 2 装煤。在炮采工作面上通过爆破落下的原煤 ， 除了一部分通过爆破的方式装到运输机上，其余的大部分 都要通过人工进行装煤 ，也有少部分矿井开始使用机械 装煤。 1 ． 1 ． 3 炮采方式采空区的处理和工作面的支护。目 前 ，我国煤矿开采作业中，仍有一部分炮采使用金属摩擦 支柱以及单体液压支柱做支护 ，布置的方式主要有密集型 支柱、对柱支柱以及单柱。最小 的控顶距需留出三排支 柱 ，保证工作的空间足够，最大的控顶距不能超过五排。 随着采矿作业面的不断推进 ，顶板出现的悬露面积也会逐 渐增大，为了保证工作的正常和安全，需要及时对采空区 进行适 当处理。由于煤层厚度不同、顶板特征差异以及地 表保护等条件要求，对采空区的处理方法也是多种的， 但 最常用的就是全部垮落法。 1 ． 2 普通机械化采煤工艺 普采工艺就是用最传统普通的机械方法来进行破煤、 装载 、运输运送以及单体支柱支护的采煤工艺流程。主 要特点就是机械采煤可以将落煤和装煤并成一道工序来完 成。其他流程如运输、顶板支护、空区处理等都和炮采相 类似。普采主要有两种方式单滚筒采煤机和双滚筒采煤 机。为了提高采煤效率 ，缩短工作面的下端E l 长度 ，滚筒 通常安置于工作面下端但滚筒采煤机器。双滚筒采煤机位 于工作面两头，不但可以承担一定的工作量 ，还可以为技 术管理工作面提供便利条件。 1 ． 3 综合机械化采煤工艺 综合性机械化采煤也称综采工艺，就是使用双滚筒的 采煤机或者刨煤机进行落煤、装煤 ，使用可弯曲刮板运输 煤矿，自移式液压支护采矿 ，落煤、装煤 、运输、支护以 及空区处理都已全部实现机械化。综采工艺进行生产具有 劳动强度小 、生产安全性能高的特点，也是 目前最值得大 力推广的先进生产工艺。 1 ． 4 连采工艺 连采工艺使用连续采煤机来进行开采破煤与装煤 ，同 时使用可伸缩的运输机或者梭车运煤 ，同时采用锚杆来顶 板支护，用铲车搬运和清理工作面物料等，整个程序都为 机械化操作。采用这种工艺的主要特点是使用5 ～ 7 米的煤 房把待开采的煤层分割成正方形或者长方形的煤柱，然后 使用挖掘和开采合一的方法进行煤房掘进与煤柱回收。一 般来讲 ，2 - 5 个煤房需交替进行挖掘。在区段 内的煤房全 部被挖掘完以后 ，再利用采煤机对煤柱进行回收。 2 采煤工艺的选择 选择采煤工艺的主要原则有 经济、安全 、回采率 高。基于这些原则 ，选择合适的采煤方法，提高煤炭回采 率。根据煤层的实际条件以及政策采用最合理的方式开 采，做到减少工人体力劳动，减少资源浪费，加强环保。 2 ． 1 适用于炮采工艺的条件 炮采工艺管理简单、装备价格相对便宜，而且适应性 较强 ，操作容易掌握 ，但是使用这种工艺进行开采工人 的劳动条件较差 ， 单产和效率都比较低，因此对于不适合 机械化进行开采的煤层，可以选用炮采方式。 目前 ，对于 煤层地质结构复杂或者有急倾斜的煤层一般会采用炮采 开采 。 2 _ 2 适于采用普采工艺的条件 使用普采工艺，普采设备较综采设备便宜，只有综采 设备价格的四分之一，但是产量可以达到综采工艺产量的三 分之一甚至一半。而且普采工艺较综采来讲对地质条件的适 应性较强，工作面的搬迁也相对容易得多。一些距离短、形 状不规则的、地质结构小的工作面上，综采工艺就很难发挥 它的优势， 相反使用普采反而能取得较好效果。而且， 普采 技术设备操作简单，组织生产也相对容易，因此，普采工艺 仍是我国中小型煤矿进行机械化开采的重点。 2 ． 3 适用于综采工艺的条件 煤矿综采工艺具有高产 、高效、低耗、劳动强度小、 安全性能高等特点，但是综采设备价格相对昂贵，在条件 较好的煤层 ，可以发挥出它的优势，而且对管理水平和整 个生产操作的要求较高。根据我国已有的技术水平和山产 经验，对于稳定性好，底和顶板条件 良好 、构造简单 ，煤 层倾斜小于5 5 。的煤层可以使用综采工艺。 2 ． 4 适用于连采工艺的条件 连采工艺的主要特点就是投资少、效率高、出煤快、 适应性强、安全性能高、机械化程度高。但是缺点就是回 采效率太低 ，通风条件较差 ，环境特点仅优于炮采工艺。 连采工艺对于煤层的地质条件要求比较高 ，此工艺一般适 用于构造简单 ，开采深度较浅的矿产。使用的开采技术较 为简单 ，煤层的煤质硬或者中等硬度 ，且倾斜角要小于 1 5 。，因此对煤层要求近乎水平，而采出率并不是很高 ， 不适用于近距离煤群的开采。一般用作开采大型矿井的辅 助方法 。 3 结语 总而言之，煤矿开采的方法和生产技术对煤矿企业总 体的经济效益有着很大影响。煤矿企业应立足实际，对煤 矿进行多方面的综合考虑，不断发展和完善煤矿开采方法 和技术水平，提高开采的力度和深度，改善煤矿生产技术 指标。煤矿开采要坚持实事求是的态度，根据实际情况 ， 选择开采方法和技术 ，减少工人体力劳动，提高开采率 ， 促进我国的煤炭开采发展的迅速稳定地发展，与此同时， 还要加强安全生产和环保工作，发展可持续生产。0 参考文献 ⋯ 1 陈开甜．上京矿区采煤方法选择和应用探讨[ J ] ．能源 与环境，2 0 1 1 ， 2 5 6 5 7 ． [ 2 ] 刘陶．乡镇煤矿采煤方法浅析与建i z[ J ] ．中国科技博 览，2 0 1 0 ， 2 4 3 4 。 3 6 ． [ 3 ] 董凯雄．关于采煤方法的选择及应用[ J ] ．科技传播 ， 2 0 1 1 ， 1 69 O ． 9 1 ． [ 4 ] 高海新．矿井采煤方法选择及影响因素分析【 J 】 _中国 科技博览，2 0 1 1 ， 2 43 4 3 8 ． 作者简介盛中涌，男，供职于开滦 集团蔚州矿 业公司单侯矿。 责任编辑 赵秀娟 1 2 9