簡析煤礦礦井采煤工藝的應用

伍寶軍

【摘 要】煤炭作為重要的一次性能源在我國的能源構(gòu)成中占有十分大的比例。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，對于煤炭的需求不斷增長，這給煤炭生產(chǎn)行業(yè)帶來極大的壓力。這就要求煤炭行業(yè)能夠及時的更新技術，對生產(chǎn)工藝進行改進，從而保證煤炭的產(chǎn)量以及生產(chǎn)安全。文章對煤礦生產(chǎn)工藝進行相應的探討。

【關鍵詞】采煤；工藝；研究

0.前言

我國采煤機械化進入了全新的發(fā)展階段，應用并推廣了連采技術及裝備：普通機械化工作面的裝備進行了全面的更新?lián)Q代，采用了無鏈牽引雙滾筒采煤機，雙速、側(cè)卸、封底式刮板輸送機以及其他新設備和新工藝：綜合機械化采煤工作面向大功率、電牽引、程序化發(fā)展，煤礦生產(chǎn)技術水平大幅提高。

1.采煤方式研究

1.1綜采工藝

綜合機械化采煤工藝是指采煤工作面中全部生產(chǎn)工序，如割煤、運煤、工作面支護和采空區(qū)處理等過程都實現(xiàn)了機械化連續(xù)作業(yè)的采煤工藝系統(tǒng)。從而大幅降低了勞動強度，提高了單產(chǎn)及安全性。因此，綜采技術是目前最先進的采煤工藝，是采煤工藝的重要發(fā)展方向。

（2）割煤。割煤工序包括破煤與裝煤。完成割煤工序的采煤機有滾筒式采煤機和刨煤機兩種類型。滾筒式采煤機又分為單滾筒采煤機和雙滾筒采煤機。為了適應采高的變化及煤層頂?shù)装宓钠鸱?，通常采用可調(diào)高雙滾筒采煤機割煤。雙滾筒采煤機無論上行或下行，一般均采用前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤。采煤機滾筒式在割煤的同時，利用滾筒的螺旋葉片和滾筒旋轉(zhuǎn)的拋擲作用，把煤直接裝入刮板輸送機。采煤機割煤方式有單向割煤和雙向割煤兩種，單向割煤適用于頂板穩(wěn)定性差，傾角較大的綜采面，雙向割煤多用于煤層賦存穩(wěn)定，傾角較緩的綜采面。刨煤機與滾筒式采煤機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，設備造價低，檢修和管理比較容易，易于實現(xiàn)自我控制和工作面無人操作等優(yōu)點：特別是在薄煤層機械化開采方面，刨煤機占有重要地位，但刨煤機生產(chǎn)效率較低，地質(zhì)條件適應范圍較窄，采高較大時設備穩(wěn)定性差，困此，限制在煤層賦存穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、不含堅硬的夾矸，頂板比較穩(wěn)定，煤厚2m以下的較軟煤層中使用。目前在我國使用較少。

（2）運煤。刮板輸送機的運送能力必須與采煤機的生產(chǎn)能力相匹配，一般情況下輸送機的輸送能力略大于采煤機的生產(chǎn)能力。

（3）工作面支護和采空區(qū)處理。工作面使用的液壓支架是以高壓的液體為動力，自行完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護幫、前移，推移刮板輸送機和采空區(qū)處理等工序。工作面支護方式分及時支護和滯后支護兩種方式，滯后支護比較能適應周期壓力大及直接頂穩(wěn)定性好的項板，對直接頂穩(wěn)定性差的頂板適應性差。

1.2普采工藝

普通機械化采煤工藝《簡稱普采工藝）是指用采煤機同時完成破煤和裝煤工序，機械化運煤。單體支柱支護工作空間項板。它與綜采工藝的差別是支護工序，需要人工進行，此外，普采工作面機械的功率及能力小于綜采工作面采煤機械。因此，這種工藝系統(tǒng)的體力勞動量較大，在技術經(jīng)濟效果及安全程度上遠不及綜采工藝系統(tǒng)好，但其適應性要比綜采工藝強。普采面支架布置方式主要有齊梁直線柱和錯梁直線柱兩種，現(xiàn)場多用錯梁直線柱布置形式。除少數(shù)頂板完整的普采面可使用帶帽點柱外，一般均采用單體液壓支柱或摩擦式金屬支柱與金屬頂梁進行支護，也可以采用懸（滑）移支架支護，一般排距0.8-1.2m.柱距0.6-0.8m。

1.3炮采工藝

爆破采煤工藝（簡稱炮采工藝）是指工作面用爆破方法落煤，爆破、機械及人工裝煤，機械化運煤，單體支柱支護工作空間頂板的工藝系統(tǒng)。包括破煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理等工序。此時，裝煤變成了一項單獨的工藝，而運煤：支護和采空區(qū)處理與普采工藝基本相同。由于炮采工藝采用的設備簡單，因而對復雜地質(zhì)條件適用性較強。

（1）爆破落煤。爆破采煤要求爆破進度準確，煤塊破碎均勻，不破壞頂板，不殘留底煤，工作面煤壁平直，不崩倒支柱和崩翻輸送機，并盡可能減少炸藥及雷管的消耗量等。因此，根據(jù)煤層頂?shù)装宸€(wěn)定程度，煤層厚度、硬度、裂隙等情況，選擇合理的鉆眼爆破參數(shù)，使用煤電鉆進行打眼放炮。近年來，為提高爆破效果，提高出塊率，縮短爆破時間，在炮采工作面采用毫秒爆破技術，大大提高了炮采工作面的單產(chǎn)和效率。

（2）裝煤。炮采工作面破落下的煤，除一部分由爆破作用裝入輸送機外，大部分由人工裝載，少數(shù)礦井采用裝煤機裝載。

1.4連采工藝

煤房工作面使用連續(xù)采煤機完成破煤和裝煤，用梭車或可伸縮輸送機運煤，采用錨桿支護頂板，使用鏟車搬運物料和清理工作面，破、裝、運、支等工藝過程全部實現(xiàn)了機械化作業(yè)。這種工作面的機械化采煤工藝習慣稱為連續(xù)采煤工藝（簡稱連采工藝）。實踐證明，連采工藝作為綜合機械化采煤的一種補充，在適宜的條件下，可取得良好的技術經(jīng)濟效果。

2.選擇采煤方式

2.1適于采用綜采工藝的條件

綜采工藝具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗及勞動條件好、勞動強度小的優(yōu)點。但是綜采設備價格昂貴，綜采生產(chǎn)優(yōu)勢的發(fā)揮有賴于全礦井良好的生產(chǎn)系統(tǒng)，較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。根據(jù)我國綜采生產(chǎn)的經(jīng)驗和目前的技術水平，綜采適用于以下條件：煤層的賦存較穩(wěn)定，構(gòu)造較簡單，頂、底條件良好，煤層傾角在55。以下。

2.2適于采用普采工藝的條件

普采設備價格便宜，一套普采設備只相當于一套綜采設備的1/4，而產(chǎn)量可達到綜采產(chǎn)量的1/3-1/2。而且普采對地質(zhì)變化條件適應性比綜采強，工作面搬遷容易對推進距離短，形狀不規(guī)則、小的地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育的工作面，綜采的優(yōu)勢難以發(fā)揮。而采用普采則可取得較好的效果。而且，普采操作技術易于掌握，組織生產(chǎn)比較容易。因此，普采是我國中小型礦井發(fā)展采煤機械化的重點。

2.3適于采用炮采工藝的條件

炮采工藝具有技術裝備投資少，適應性強，操作技術容易掌握，生產(chǎn)技術管理比較簡單等優(yōu)點，但是其單產(chǎn)和效率低，勞動條件差，根據(jù)我國的技術政策。凡條件不適于機采的煤層，可采用炮采工藝。目前，我國炮采采煤多應用于急傾斜煤層和地質(zhì)構(gòu)造較復雜的煤層。

2.4適于采用連采工藝的條件

連采工藝的主要優(yōu)點是投資少、出煤快，適應性較強，機械化程度高、效率高、安全好等，但其通風條件差，煤炭資源回收率較底，僅高于炮采采煤。連續(xù)采煤機房柱式開采對煤層地質(zhì)條件要求較高，主要適用于以下條件：開采深度較淺，構(gòu)造簡單，煤質(zhì)中硬或硬，開采技術條件簡單，煤層傾角不超過15°的薄及中厚煤層，近水平煤層最為適宜，但其采出率較低，不適用近距離煤層群開采。