浅谈采煤技术及采煤方法的合理选择

浅谈采煤技术及采煤方法的合理选择

范德云

范德云

吉林省通化市二道江区煤碳工业管理中心吉林通化134000

摘要：作者阐述了采煤技术的发展、采煤工作的现状及目前采煤工作中存在的一些问题，并对我国单一走向长壁采煤法采煤工艺、普通机械化采煤工艺、倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法、倾斜长壁采煤法以及放顶煤采煤法进行了说明，并说明合理选择采煤方法。

关键词：采煤方法；采区普采法；连续开采法

前言

80年代以来采煤方法得到迅速发展近20年来，生产技术也有较大发展，生产技术指标明量改善，普通机械化工作面的装备已发展到了第三代，总的来看，我国采煤技术正在不断进步并日益与国情相结合，趋于世界先进水平。新中国成立后，原煤产量飞速增长，到2003年原煤产量已达30多亿吨，居世界首位，近几年来，由于对采煤方法进行了改革以及更新了一批现代化采煤设备，已使一批煤矿跨入了现代化高产高效煤矿的行列，随着国民经济的发展，煤矿安全条件将进一步得到改善，煤矿采煤生产技术将达到国际先进水平。

1阐述煤矿开采技术现状及未来发展趋势

中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，据不完全统计，我国煤炭明总储量在9000亿t以上，含煤面积55万多平方千米，而且煤种齐全，我国一次性能量消费结构中，煤炭占75%以上，从煤中可以提取二百多种产品，因此煤炭工业发展的快慢，将直接关系到国计民生和我国的社会主义经济建设。煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大差异，我国煤层赋存条件多种多样，目前国有重点煤矿缓斜，倾斜和急斜煤层可采储量分别占86.3%、10.1%、和3.6%。这些特点决定了我国采煤方法必然是多种多样的，采煤方法是煤炭工业的关键工艺技术，是建设现代化矿井的基础，采煤方法改革的根本出路在于发展机械化、自动化、工艺操作控制程序化，从而达到安全高产、高效，资源损失少的目的，并努力达到或接近国际先进水平，建国初期采煤方法多采用无支护的穿硐式和高落式，并首次使用了截煤机和刮板运输机，之后采用以长壁式为主的正规采煤方法，1964年我国成功的使用了浅截式滚筒采煤机，1977年，我国因地制宜积极推广了倾斜长壁采煤法，柔性掩护支架采煤法，无煤柱护巷，水力采煤等。

2阐述各种开采方法特点分析及适用条件

2.1单一走向长壁采煤法采煤工艺

目前，我国长壁采煤工作面采用炮采、普采和综采三种采煤工艺方法。爆破采煤工艺，简称“炮采”，其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。我国炮采工艺经历了三个主要发展阶段:建国初期,推行长壁采煤工艺,工作面采用拆移式刮板输送机运煤，木支柱支护顶板60年代中期开始，采用能力较大，能整体前移的可弯曲刮板输送机运煤，用摩擦式金属支柱和铰接顶梁支护顶板，使工作面单产和效率有较大提高；进入80年代，炮采工作面的装备和技术手段更新速度加快，用防炮崩单位液压支柱式代替摩擦式金属支柱。因此，综采是目前最先进的采煤工艺。爆破采煤的工艺过程包括打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序：

⑴打眼和放炮：落煤要求保证规定进度，工作面平直，不留底煤和顶煤，不破坏顶板，而且要尽量降低炸药和雷管消耗。因此，要根据煤层的硬度、厚度、节理和裂隙的发育状况及顶板条件，正确确定钻眼爆破参数。

⑵装煤与运煤：炮采工作面大多采用SGW-40（或44）型可弯曲刮板输送机运煤，在摩擦式金属支柱或单体液压支架及铰接顶梁所构成的悬壁支架掩护下，输送机贴近煤壁，有利于爆破装煤，爆破装煤率可达31%~37%。

⑶炮采工作面支护和采空区处理：目前,我国部分炮采工作面仍有采用金属摩擦支柱和铰接顶梁支护的,其布置方式主要有两种:正悬臂齐梁直线柱和正悬臂错梁三角柱,但后者采用较少。落煤时,煤深应与铰接顶梁长度相等。

2.2关于普通机械化采煤工艺

普采面单滚筒采煤机工作方式,一般中厚煤层单滚筒采煤机普采面采用这种割煤方式“∞”字形割煤,往返一刀,其特点是在工作面中部输送机设弯曲段,这种割煤方式可以克服工作面一端无立柱控顶时空过长,工人的工作量不均衡等缺点,并且割煤过程中采煤机自行进刀,无须另外安排进刀时间,在中厚煤层单滚筒采煤机普采工作面中常采用。单向割煤,往返一刀,适合于采高1.5m以下的较薄煤层,滚筒直径接近采高,顶板较稳定,煤层粘顶性强,割煤后顶煤不能及时垮落等条件。

2.3关于倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法

开采缓斜和倾斜厚煤层,目前,倾斜分层采煤法应用广泛，倾斜分层的各分层,可采用类似于开采缓斜、倾斜薄及中厚煤层时所采用的采煤工艺进行回采，第一分层回采后,下分层是在垮落的岩石下进行回采,为保证下分层采煤工作面的安全,上分层必须铺设人工假顶或形成再生顶板。

⑴顶分层采煤工艺的特点:顶分层采煤工作面的顶板是煤层的原生顶板,其采煤工艺与中厚煤层长壁采煤法基本相同,只是增加了要为下部分分层铺设假顶或形成再生顶板的工作。

⑵人工假顶包括竹笆假顶,金属网假顶,塑料网假顶%再生顶板,可以是煤层中含厚度大于0.5m的夹石层。

倾斜分层下行垮落采煤法有效地解决了缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题,有利于在此煤层下实现安全生产,提高资源采出率及获取较好的的采煤工作面技术经济指标。

2.4关于倾斜长壁采煤法

倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相比,主要是采煤工作面布置及回采方向不同,并且取消了采(盘)区上,(下)山巷道，倾斜长壁采煤法，在一定的地质开采技术条件下,技术效益比较显著：

⑴矿压显现及支护特点。对于仰斜工作面,由于倾角的影响,顶板将产生向采空区方向的分力,在此分力作用下,顶极的悬臂岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层受拉力作用。

⑵采煤工艺特点。仰斜开采时,水可以自动流向采空区,工作面无积水,劳动条件好,当煤层倾角小于100左右时,采煤机及输送机工作稳定性尚好,如倾角较大则减少了截深。

⑶适用条件,按目前的设备条件,倾斜长壁采煤法主要适用于倾角在12度以下的煤层，当对采煤工作面设备采取有效的技术措施后，可用于12度~17度的煤层，当煤层倾角在20度左右时，现只有少数矿井应用，对于倾斜和斜交断层较多的区域，能大致划分成较为规则分带的情况下，可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。

3合理选择开采方法

采煤方法的选择必须坚持符合安全、经济、煤炭采出率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上，应大力提高可采煤炭的回采率，看到具体煤层的优点以及它所适应的最合理的开采方法，减少资源浪费，加强环保。归纳为以下几点：

⑴在煤层埋藏比较浅，地质条件比较好的煤矿中应大力提倡综采，依靠引进全套的先进设备，比如神华集团神东煤炭公司大柳塔，依靠先进的设备和优越的地理条件，实现了单井首次破千万吨，2002年综采工作面年产量达到847万t，刷新世界纪录。

⑵对于煤层比较厚，且埋藏不是很浅的情况下，应充分利用放顶煤开采技术。比如兖矿集团兴降庄矿综采一队产煤超639.92万t，并创造了综放工作面最高月产63.2万t的全国纪录。

⑶对于急斜煤层则可以采用水平分层放顶煤开采工艺，提高回采率，并且大大提高工作面年产量。

4结束语

综合上述，我们应根据具体煤层的优点以及它所适应的最合理的开采方法，减少资源浪费，加强环保。

参考文献

[1]乌荣康%高效高产矿井现状及发展趋势%北京：中国煤炭工业协会，1998.240~325

[2]徐永圻%煤矿开采学：徐州：中国矿业大学出版社，2001.179~287