我国采煤工艺技术现状及其研究

李 劲

(山西汾西矿业集团正令煤业公司，山西孝义032300)

0 引言

我国是煤炭资源大国，因此煤炭的开采利用是国家的重要经济产业之一。目前，对采煤工艺和采煤技术的不断发展，煤炭资源在开采方面更加合理科学，降低了浪费，提高了经济利用率和经济效益。本文从我国目前的采煤工艺的发展现状进行讨论，详细介绍采煤工艺和采煤技术的发展研究成果。

1 采煤工艺分类

我国的煤炭资源分布不均匀，加上开采条件和煤矿所有制的差异等因素，主要的工艺分为3 种，分别是国有煤矿的综采工艺、地方煤矿的普通机械采煤工艺、乡镇煤矿的爆破采煤工艺。

1.1 综合机械化采煤工艺

综合机械化采煤工艺简称综采工艺。该种工艺在采煤的整个过程中全部的生产程序都是由机械设备来完成的，因此大大减少了工人的劳动强度，相应的施工的安全系数也明显得到提高，是目前我国综采工艺中最为先进的工艺技术。通过使用高科技设备比如双滚筒采煤机的使用，在割煤工序中由于煤层的高低起伏变化，工人只需要将采煤机进行调整就可适应煤层的高低变化，运用单双向的割煤技术将顶煤和底煤割掉，而割取完成之后采煤的滚筒运用投掷功能将煤直接投掷到运输机上。炮煤机的结构非常简单，检修方便、自控能力非常强，对于煤层厚度在2 m 以下的薄煤层开采和割煤非常方便，如果煤层厚度超过2 m，刨煤机的使用会受到一定的影响。原煤被投掷到运输机之后，再由工人运用桥式转载机和带式运输机将煤运出即可。机械操作省时省力安全可靠才，采煤优势非常明显。

1.2 爆破式采煤法

爆破式采煤方法最适宜于地质环境比较复杂的煤层，一般是乡镇私人煤矿企业的采煤工艺的首选。该种方法相对比较落后，但是独特的爆破式采煤工艺设备非常简单，因此采煤的成本相对较低，对于地质地形的适应能力比较强;其缺点是劳动强度比较大，另外工人在应用爆破方式时首先要详细分析煤层的硬度、厚度和分布属性，然后根据所得信息来确定爆破参数。爆破参数包括煤块的破碎度等，在爆破的过程中要注意煤壁、顶板、支柱以及最后运输的安全。在保证爆破强度的情况下，尽量减少雷管等爆破物的使用，以防止造成更大的财产损坏。现今在爆破采煤工艺技术上也有所改进，大部分煤矿企业均使用毫秒爆破技术，从而不仅保证了爆破效果，同时还极大地提高了原煤的生产效率。原煤在运输过程中大多都是由爆破效应来完成，只有部分是依靠劳动力来完成，和原始的采煤工艺相比明显降低劳动强度。

1.3 普通机械采煤工艺

普通机械采煤工艺是爆破采煤工艺的有效补充。一般来说在采煤工程中，落煤和装煤等工序均是靠采煤机械来完成，但是原煤的运输、支护和采空区的处理方面，基本上和爆破采煤工艺一致。普通机械采煤工艺顾名思义还是要利用机械来完成采煤的一系列工序。与综采工艺相同，其采煤机也分为两种，分别是单双滚筒采煤机，可以实现单向和双向切割技术。该种工艺最适合用于煤层厚度在1.5 m 以下，煤层的形状高低起伏等变化比较怪异，同时掘进距离比较短的工作面。

2 不同采煤方法的优缺点

我国地域广阔，东西南北的跨度都比较大，因此地质条件和煤层情况均有明显的差异，这就要求在采煤技术的选择上比较多样化。在我国采煤方法主要包括柱式体系采煤法、急斜煤层采煤法、长壁放顶煤采煤法、倾斜长度采煤法、长壁采煤法等。其中实用性最强、技术最成熟、应用最为广泛的采煤方法就是长臂采煤法。倾斜长臂采煤方法的优点是布置比较简单，巷道的掘进和维护费用较低，投产也非常快。由于运输系统相对比较简单，所以运输费用也相应降低，该种方法在开采过程中不会受到断层的影响，因此掘进工作面的连续性能够得到保证。其缺点是下行通风问题得不到有效的解决，因此导致无法长距离地进行掘进和运输，甚至连行人都异常困难。

在中斜度煤层、近水平煤层和缓斜度煤层的开采过程中，由于在采空区域的处理和顶板支护的处理上，倾斜分层下行垮落采煤法可以通过铺设假顶的方式完美解决，并且在保证安全生产的前提下提升煤矿的采出率。但是该种方法的生产组织以及生产管理工作比较复杂，因此在认识到不足的同时，科研人员不断进行实践研究，煤矿开采技术已逐步取代了分层开采方式。

长壁放顶煤采煤法在巷道的掘进率上比较低，非常的高产和高效，其优点是工作面搬迁的情况非常少，对于煤层的赋存条件和地质条件的适应性比较强。急倾斜煤层是典型的分布较广但是产量较少的类型，在急倾斜煤层中的中厚和厚煤层采煤方法的使用中，伪斜柔性掩护支架应用起到了较好的经济效果。随着采煤技术的不断精进，巷道简化布置和侧向放煤技术的应用使得急倾斜煤层的开采更加高效和安全。

3 地下采煤工艺的基本条件

我国的地形分布和地质结构均比较复杂，因此各个地区的煤炭资源在开采时都要根据地理环境制定相应的开采方法，地质条件存在差异，对于设备、技术等的要求均会有所不同。综合考量之后，选择比较适宜的采煤工艺，从而保证高效和高产。

综采工艺的适宜条件。综采工艺由于机械化程度比较高，因此大大提升生产效率，同时能够兼顾生产施工人员的安全，对于劳动力比较缺乏的地区比较适宜;其缺点是对于煤层的要求相对比较高，因为是全机械化生产，所以生产成本比较高，再加上机械设备的操作需要专业的操作人员做技术支撑，因此对于技术的要求也比较高。考虑到这些因素，综采工艺的开采条件是煤层的结构比较简单，煤层的地层和顶层的条件都非常好，煤层的倾斜角度和赋存值波动范围均比较小，其中对于倾斜角度的要求在55°以下。

普通的机械化采煤工艺较综采工艺其机械化程度明显较低，相应的生产成本也明显较低，但是生产效率也只能占到综采工艺的一半;但是其优点也非常明显，比如对于煤层的地质要求较低，能够应对比较复杂的煤层结构，和爆破采煤工艺相比，其操作更加简便，能够很好地适应地质结构小、巷道的推进距离较短等煤层的开采施工。

4 采煤准备与开拓方式

4.1 准备方式

目前，在我国应用最为广泛的采煤准备方式包括带区式、采区式以及盘区式三种形式，而最为常用的准备方式是采区方式，主要是因为带区式和盘区式两种准备方法会因为煤层的倾斜角度而受到影响。①带区式:该种准备方式的巷道布置比较简单，但是对于煤层的倾角有一定的要求，一般的煤层倾角要小于12°坡度比较缓的煤层，坡度较缓特别是坡度趋近于水平的煤层，开采准备工作时经济效益异常显著。主要的准备方式可以细分为两种，分别是:单一煤层相邻两分带工作面和煤层群相邻两分带工作面带区的准备工作。②采区式有上下山联合准备方式、煤层群分组集中采取联合方式。③盘区式。主要包括上山盘区单层、联合准备方式，盘区石门集中平巷联合准备方式等。

4.2 开拓方式

目前，在我国最常用的开拓方式包括:多井筒分区域开拓、平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式。

5 结语

我国工业生产技术的不断发展，促使采煤工艺技术也得到了迅速提高。作为煤炭资源开发工作者，一定要不断钻研先进的科学技术，使采煤工艺技术更加智能化、机械化，顺应市场的需求，促使煤炭资源在国家经济建设中起到更大的作用。

［1］赵杰.目前我国采煤工艺技术现状及其研究［J］.山东煤炭科技，2010(1).

［2］孙永奎.采煤工艺技术发展的研究［J］.煤，2013(15).