章益民

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，我國煤炭業(yè)也在飛速發(fā)展。對我國煤炭技術(shù)發(fā)展的狀況展開探究，分析我國采煤技術(shù)和各種類型的采煤工藝，提出了選擇采煤工藝的原則。

關(guān)鍵詞：煤炭業(yè)；采煤技術(shù)；采煤工藝；機(jī)械化

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0036-02

煤炭屬于不可再生資源，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這種能源的減少速度逐步加快。從我國現(xiàn)狀來看，煤炭在整個能源消費(fèi)市場中仍占有較大的比例。煤炭不僅是重要的化工原料，也是重、輕工業(yè)的支柱。針對這種情況，采用什么樣的技術(shù)和方法去合理開發(fā)煤炭資源，是關(guān)乎國計(jì)民生的一項(xiàng)重要課題。

1 我國煤炭技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

我國煤炭資源在世界范圍內(nèi)較為豐富，且煤的種類繁多，為我國煤炭工業(yè)的發(fā)展提供了必要的基礎(chǔ)條件。新中國成立以來，我國的煤炭工業(yè)取得了較好的發(fā)展，逐步對落后的回采工藝進(jìn)行了改革。在20世紀(jì)60年代和70年代，研制并應(yīng)用了普通機(jī)械化和綜合機(jī)械化采煤設(shè)備和工藝，極大地提高了采煤機(jī)械化水平。在20世紀(jì)80年代，采掘技術(shù)和裝備的應(yīng)用使我國采煤機(jī)械化進(jìn)入了一個新的階段，普通機(jī)械化工作面的裝備逐漸被無鏈牽引雙滾筒采煤機(jī)，雙速、側(cè)卸、封底式刮板輸送機(jī)和“II”型長鋼梁支護(hù)頂板等新設(shè)備、新工藝取代，綜合型的機(jī)械化采煤工作逐漸面向大功率、電牽引和程序化發(fā)展，煤礦開發(fā)的技術(shù)水平得到大幅度的提高。在20世紀(jì)90年代，我國實(shí)行高產(chǎn)量、高效率的礦井建設(shè)工作，國有的重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化程度高達(dá)80%以上，煤炭產(chǎn)量居世界首位。

2 采煤工藝方式

2.1 綜采工藝

綜合機(jī)械采煤工藝，簡稱綜采工藝，指采煤工作過程中的全部生產(chǎn)工序，包括割煤、運(yùn)煤、工作支護(hù)和采空區(qū)處理等。割煤的工序又包括破煤和裝煤，滾筒式采煤機(jī)和刨煤機(jī)是完成割煤工序的兩種采煤機(jī)類型。滾筒式的采煤機(jī)又可以分為單滾筒采煤機(jī)和雙滾筒采煤機(jī)兩種。為了適應(yīng)采高過程中的變化和煤層頂?shù)装宓钠鸱捎秒p滾筒采煤機(jī)通?？梢詫Ω叨冗M(jìn)行調(diào)整。無論上行還是下行，雙滾筒采煤機(jī)一般均設(shè)置為前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤。滾筒式采煤機(jī)在割煤時可利用螺旋葉片和滾筒旋轉(zhuǎn)的拋擲作用將煤直接裝入刮板輸送機(jī)。在煤裝入刮板輸送機(jī)從工作面運(yùn)出后，經(jīng)位于工作面運(yùn)輸巷中的橋式轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)出綜采工作面。一般情況下，輸送機(jī)的輸送能力要比采煤機(jī)的生產(chǎn)能力大些，輸送機(jī)的運(yùn)輸能力與采煤機(jī)的生產(chǎn)能力要保持平衡。工作面中使用的液壓支架主要動力為高壓液體，能夠獨(dú)立完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護(hù)幫、前移、推移工作。對采空區(qū)進(jìn)行處理的方法較多，但大多使用的是簡單可靠、費(fèi)用低的全部跨落法。

2.2 普采工藝

普通機(jī)械化采煤工藝，簡稱普采工藝，是指用采煤機(jī)同時完成破煤和裝煤工序，機(jī)械化運(yùn)煤，單體支柱對工作空間頂板進(jìn)行支護(hù)。普采工藝與綜采工藝的不同之處在于普采工藝支護(hù)工序使用的是人工操作。此外，綜采工作面采煤機(jī)的機(jī)械功率和能力要明顯大于普采工作面，因此，普采工藝系統(tǒng)需要的體力勞動量較大，其安全系數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上綜采工藝系統(tǒng)，但適應(yīng)性要比綜采工藝系統(tǒng)強(qiáng)。齊梁直線柱和錯梁赴線柱是普通采面支架布置的主要方式，在施工現(xiàn)場使用較多的是錯梁直線柱布置形式。工作時，少數(shù)頂板完整的普采面可以使用帶帽點(diǎn)柱，大部分均采用摩擦式金屬支柱或單體液壓支柱與金屬頂梁進(jìn)行支護(hù)，也可以采用懸（滑）移動的支護(hù)方式。

2.3 炮采工藝

爆破采煤工藝，簡稱炮采工藝，是指使用爆破法使工作面爆破落煤，機(jī)械化、人工均裝煤，機(jī)械化運(yùn)煤，單體支柱支護(hù)工作空間頂板的工藝系統(tǒng)。炮采工藝主要的工序包括破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和處理采空區(qū)等。此時，裝煤就變成了一項(xiàng)單獨(dú)的工藝流程，運(yùn)煤、支護(hù)和采空區(qū)處理基本類似于普采工藝。炮采工藝對設(shè)備的操作較簡單，適用于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的區(qū)域。在進(jìn)行爆破時，要準(zhǔn)確把握爆破落煤進(jìn)度，要保證破碎煤塊的均勻度，并要避免對頂板產(chǎn)生破壞，避免頂?shù)酌旱臍埩?，工作面煤壁要保持平直，避免崩倒支柱、崩翻輸送機(jī)，并盡可能降低炸藥使用量和雷管的消耗量。因此，在選擇爆破點(diǎn)時，要仔細(xì)勘探煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定程度、煤層厚度、煤層硬度和裂隙等情況，選取鉆眼并合理使用煤電鉆進(jìn)行打眼、放炮。在進(jìn)行爆破時，可選用毫秒爆破技術(shù)，這樣能夠提高爆破的整體效果，縮短爆破的時間并提高出塊率，使炮采工作面的單產(chǎn)和效率大大提高。

2.4 連采工藝

在進(jìn)行破煤和裝煤時使用連續(xù)采煤機(jī)，運(yùn)煤時使用梭車或可伸縮輸送機(jī)，頂板采用錨桿進(jìn)行支護(hù)，搬運(yùn)物料、清理工作面時可使用鏟車，破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)等工藝過程全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。這種采煤工序被稱為連續(xù)采煤工藝，簡稱連采工藝。

3 采煤工藝的選擇

3.1 適用于綜采工藝的條件

綜采工藝具有安全、高產(chǎn)、高效、耗能低、勞動條件較好和勞動強(qiáng)度較小等優(yōu)點(diǎn)，但是該采煤工藝的設(shè)備價(jià)格高昂，其生產(chǎn)優(yōu)勢要在有良好的全礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、較好的煤層賦存條件、較高的管理水平和操作技術(shù)的情況下才能得到充分的發(fā)揮。綜合分析，該采煤工藝適合在構(gòu)造簡單、煤層賦存較穩(wěn)定、底層條件較好且煤層傾角小于55°的條件下使用。

3.2 適用于普采工藝的條件

普采工藝價(jià)格較低，但產(chǎn)量較高。對于綜采工藝無法進(jìn)行的工作面，比如推進(jìn)距離短、形狀不規(guī)則、地質(zhì)構(gòu)造較小的工作面的剖可以采用普采工藝。該工藝操作較為簡單，技術(shù)較易掌握，是我國小型礦井發(fā)展采煤機(jī)械化的重點(diǎn)。

3.3 適用于炮采工藝的條件

炮采工藝具有設(shè)備較簡單、投資較少、適應(yīng)性較強(qiáng)、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，但其單產(chǎn)和效率較低，勞動條件較差，多應(yīng)用于急傾斜煤層和地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜的煤層。

3.4 適用于連采工藝的條件

連采工藝投入資金較少、出煤效率高，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、較高的機(jī)械化程度，且具有較好的安全性。但其通風(fēng)條件較差，煤炭資源的回收率較低。該采煤工藝所需的煤層地質(zhì)條件較高，適用于開采深度較淺，構(gòu)造相對較簡單，煤性質(zhì)呈中硬、硬，煤層傾角小于15°的薄層和中厚層煤層。連采工藝開采技術(shù)條件相對簡單，不適用于近距離的煤層群開采。

4 結(jié)束語

總之，采煤工藝在煤礦開采中屬于一項(xiàng)中心技術(shù)，是礦井高產(chǎn)、高效建設(shè)的核心。煤礦企業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)的優(yōu)劣，除與資源條件有關(guān)外，還與所采取的工藝方式的適用性和先進(jìn)性有著密切的關(guān)系。因此，在選擇采煤工藝時，應(yīng)堅(jiān)持高產(chǎn)、高效、安全和煤炭高采率的原則。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕