井下采煤技术及采煤工艺

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随着科学技术的高速发展，我国已对传统采煤技术进行了一定的改进，重点煤矿项目已经逐步朝着矿井大型化，瓦斯监测、采煤、运输、提升自动化，排放污染物无害化，绿色开采等方向发展。但是就采煤技术来说，在未来很长一段时间里，仍然将遵循着原有的采煤原理持续进行。因此，在原有基础上，进一步发展现代化的煤炭开采技术仍然是关键。

1　井下采煤技术研究

1.1　综采

综采技术，即综合机械化煤炭开采技术，就是在采煤工作面中均将机械化的连续作业实现于所有生产工序之中的煤炭开采工艺技术系统。综采技术

使劳动强度大幅度下降，并使单产及安全性得到一定的提高。其主要工序包括：

1.1.1　割煤。其中包括装煤与破煤。在此工序中所使用到的采煤机械包括刨煤机与滚筒式采煤机，后者又能分为双滚筒与单滚筒两种。双滚筒采煤机由于其可调性而适用于煤层顶底板起伏、采高变化的条件下，一般利用前滚筒负责割顶煤，而后滚筒则割底煤，同时利用滚筒与螺旋叶片的抛掷作用，将煤向刮板输送机内直接装入。在割煤方式

上，则包括单向与双向两类，前者多用于综采面倾角较大、顶板稳定性差的情况下，而后者则适用于综采面倾角较缓且煤层赋存稳定的情况下。与其相较而言，刨煤机的优点则在于无人操作、自我控制、便于检修与管理、造价低、结构简单等，尤其

井下采煤技术探讨及采煤工艺分析

王林堂

（山西省交口县水头镇政府煤管站，山西 吕梁 032400）

摘要：

作为世界煤炭资源大国之一，煤炭资源为我国经济的快速发展提供了关键的基础条件。我国自20世纪60年代开始自行研制采煤设备以来，采煤工业机械化程度已经有了大幅度的提升，时至今日，我国国有重点煤矿的采煤机械化已超过80%，原煤产量也逐年增加，为我国的持续发展打下了坚实的基础。文章通过对井下采煤技术的分析与研究，提出了在各类实际情况下的采煤工艺选择方法。关键词：

井下采煤技术；采煤工艺；综采；普采；炮采；连采中图分类号：

TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0118-032012年第28期（总第235期）NO.28.2012

（CumulativetyNO.235）

地质矿产

G

eology Resources and Mines

作面采用中部斜切进刀，从下而上带压擦顶移架，严格控制顶梁下降量，降低了端头顶板的破碎，保证了顶煤的完整性，并结合注马丽散、做超前等技术措施，有效地控制端面围岩的稳定性；采用下行割煤、上行返空刀清理浮煤的割煤方式，通过工作面调伪斜布置、增设防倒防滑装置等，提高了工作面设备的稳定性；通过在工作面支架上增设覆压扑尘器，煤层注水，布置双层防护网等安全防护措施，有效地改善了工作面工人作业环境。

作者简介：王朋（1983-），男，安徽宿州人，淮北市濉溪县五沟镇界沟煤矿技术科采矿助理工程师，

研究方向：煤矿生产技术；吴涛（1984-），男，安徽淮南人，淮北市濉溪县五沟镇界沟煤矿技术科采矿助理工程师，研究方向：煤矿生产技术。

（责任编辑：周　琼）

在薄煤层条件下，其优势更为明显。但其缺点则在于无法保证较大采高时的稳定性、适应地质条件范围窄、生产效率低。

1.1.2　运煤。经采煤设备所割下的煤炭在装进刮板输送设备后，运出工作面经运输巷桥式转载设备、带式可伸缩输送设备输送出综采工作面。而刮板运输设备的运输能力必须相匹配于采煤设备生产能力，通常情况下应比采煤机生产能力略大。

1.1.3　采空区处理与工作面支护。在采空区的处理上，一般采用成本低、简单可靠的全部垮落技术来处理。而在工作面支护上，则利用高压液体作为其动力，进而使推移、前移、护帮、挡矸、切顶、支撑工作面顶板等工序得以自行完成。支护方式则包括滞后支护与及时支护两种，滞后支护方式适用于稳定性好且周期压力大的顶板。

1.2　普采

普采，即达到普通机械化程度的采煤技术，它的特点是落煤与装煤同时由采煤机械完成，而采空区处理、顶板支护与运煤则与炮采技术大体相同。普采的工作方式包括单滚筒与双滚筒两种，前者的滚筒通常在工作面下方的端头处，使工作面下缺口长度得以缩短，货量不从机体下方通过，有着良好的装煤效果。而后者则使工作面在两头做缺口的问题得以解决，更有利于在工作面上实施技术管理。而普采的割煤方式则同样有单向与双向两种。

1.3　炮采

炮采，也就是爆破采煤技术，它的特点是爆破落煤，装煤采用人工作业，而运煤则机械化操作，同时利用单体支柱对工作空间顶板进行支护。

1.3.1　打眼与放炮。在落煤步骤中，其要求是必须保证进度在规定的循环内实施，工作面平直且没有顶煤与底煤留存，从而使其对顶板的破坏得以减轻，同时使雷管与炸药的消耗进一步降低。在实际操作过程中，应在煤层的节理、厚度、硬度、裂脱发育情况与顶板的实际条件为依据来决定打眼放炮的参数，参数包括爆破次序、炮眼数量、装药量、眼深、角度、排列等。

1.3.2　装运煤。使用炮采技术的工作面多利用可弯曲刮板运输机实现运煤作业，在单体液压支柱或摩擦金属支柱与铰接顶梁组成的悬壁支护下，运输设备靠近煤壁，这样也有利于爆破运煤与装煤。

1.3.3　工作面支护与采空区处理。炮采工作面支护的主要布置方式有三种形式，分别是单柱、对柱以及密集支柱。其最小控顶距应控制在3排支柱左右，使工作空间得到保证，且最大控顶距应控制在5排支柱以内。而采煤工作面在持续向前推进的同时，悬露顶板的面积也随之加大，此时为保证正常生产与工作面安全，采空区的处理就显得极为重要。在实际作业过程中，应综合考虑地表保护、煤层厚度与顶板特征等实际条件进行采空区的处理，目前我国最为常见的是全部垮落法。

1.4　连采

连采，即连续采煤技术，是指煤房工作面的破煤与装煤均利用连续采煤机实现，运煤则利用可伸缩输送机或梭车完成，锚杆支护顶板，并利用铲车进行物料搬运与工作面清理，这种采煤技术的破、装、运、支等过程均以机械化实现。其作为综采补充技术的一种，在适宜条件下，技术经济效果良好。

连采技术的特点是利用5～7m的煤房把待采煤层切割为长方形或正方形煤柱，煤房主要负责采煤步骤，并可根据顶板条件将部分煤柱回收。连采技术突出的是掘采合一，包括煤房掘进、煤柱回收两个阶段。通常情况下，需要2～5条煤房实施同步交替掘进，采用锚杆支护顶板。当处于区段内的所有煤房采掘完成后，采煤设备则开始边后退边进行煤柱的回收操作。回收方式应根据围岩性质条件与煤柱尺寸来实际确定，煤柱被回收后，顶板便自动垮落。

2　采煤工艺分析

在实际采煤过程中应遵循的原则是回采率高、经济、安全。因此对于不同条件下的采煤工艺选择必须准确、高效。

2.1　综采工艺适用条件

前文已述，综采工艺的优点在于劳动强度小、劳动条件好、低能耗、安全、高效、高产，但是由于综采所使用的设备成本都较高，因此要将综采的优势充分发挥出来，就必须依赖较高的管理与操作

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