采煤技术与方法的选择

试论采煤技术与方法的选择

[摘要]煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异。我国煤层赋存条件多种多样，目前国有重点煤矿缓倾斜、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。近年以来采煤方法得到迅速发展，生产技术指标明显改善，普通机械化采煤工作面的装备发展较快，综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展。随着国民经济的发展，煤矿安全条件将进一步得到改善，采煤生产技术必将达到国际先进水平。

[关键词]：采煤技术方法探讨

中图分类号：td823 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）10-0225-01

一、各种开采方法特点及适用条件

目前，我国长壁采煤工作面有炮采、普采和综采三种采煤工艺。（1）炮采

炮采即爆破采煤工艺，其特点是爆破落煤，爆破后人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。爆破采煤的工艺过程包括打眼、放炮和人工装煤、刮板输送机运煤、移输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。

①打眼和放炮。落煤要求保证规定的循环进度，工作面平直，不留底煤和顶煤，以减轻对顶板的破坏、降低炸药和雷管消耗。

②装煤与运煤。炮采工作面大多采用sgw-40（或150）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柱及铰接顶梁所构成的悬壁支架掩护下，输送机移近煤壁，有利于爆破装煤与运煤。

③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采用金属摩擦支柱和单体液压支柱支护，其布置方式主要有单柱、对柱和密集支柱三种形式。

（2）普通机械化采煤工艺

普通机械化采煤工艺，简称“普采”，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。

普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤机工作方式。单滚筒采煤机的滚筒一般位于工作面下端头，这样可缩短工作面下缺口的长度，使货量不通过机体下方，装煤效果好。双滚筒采煤机解决了工作面两头做缺口的工作量，有利于工作面技术管理。采煤机有单向和双向两种

割煤方式。双向割煤，往返进两刀。中厚煤层单滚筒采煤机常采用单向割煤，往返进一刀，它适合于采高在1.5m以下的薄煤层，滚筒直径接近采高、顶板较稳定，煤层粘顶性不强等条件。

（3）综采

综采即综合机械化采煤工艺，即破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化，因此，综采是目前我国最先进的采煤工艺。

二、开采方法的选择

采煤方法的选择必须坚持安全、经济、回采率高的原则。采煤方

法的选择在基于上述原则的基础上，应大力提高煤炭的回采率，根据具体煤层的条件以及它所适应的最合理的开采方法，减少资源浪费，减轻工人的体力劳动，加强环保。归纳起来有以下几点：（1）对于煤层块段储量不大，地质条件复杂，工作面搬家次数较多的工作面易采用普通机械化采煤方法。如徐矿集团庞庄矿进入后期开采，工作面搬家次数较多，基本采用普通机械化采煤方法。（2）对边角煤层块段，地质构造区域内的煤柱，在保证安全、回收资源的前提下只能采用炮采方式。

（3）对于煤层比较理想，顶板破碎的情况可采用放顶煤开采技术。

（4）煤层比较理想。地质条件比较好的煤田中应大力提倡综采。

三、采煤方法的分类

我国煤炭资源分布广，赋存条件复杂多样，开采地质条件各异，从而形成了多样化的采煤方法。采煤方法的分类方法很多，通常按采煤工艺、矿压控制持点，首先将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类，

（一）壁式体系采煤法

又称长壁体系采煤方法，以长工作面采煤为主要特征，是我国目前应用最普遍的一种采煤方法。该方法具有如下一般特点：

（1）在采煤工作面的两端各至少布置一条巷道，构成完整的生产系统。其中，为采煤工作面运煤、通风、行人等服务的巷道称为区段运输平巷，为工作面运料、回风等服务的巷道称为区段回风平

巷。

（2）采煤工作面长度较长，一般在80～250 m以上。

（3）采煤工作面可分别采用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤和装煤，用与工作面煤壁平行铺设的可弯曲刮板输送机运煤，用自移液压支架或单体液压支柱与铰接顶梁组成的单体支架支护采煤

工作面工作空间，用全部垮落法或充填法处理采空区。

（4）随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈。

（二）柱式体系采煤法

柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。

四、采煤方法的选择

（一）选择采煤方法的原则

采煤方法的选择是煤矿安全生产的重要内容，它将直接影响矿井安全生产和煤矿企业各项技术经济指标。选择采煤方法应当结合区域经济特点，根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素，选用技术先进、经济合理、安全生产条件好、资源回收率高的采煤方法。选择采煤方法，必须满足安全、经济、煤炭采出率高的基本原则，努力实现高产高效安全生产。

（二）选择采煤方法应考虑的因素

为了满足采煤方法选择的原则要求，在选择和设计采煤方法时，必须充分考虑到具体的地质、技术和经济因素的影响。

（1）地质因素

煤层倾角。煤层倾角是影响采煤方法选择的重要因素。煤层倾角的变化不仅直接影响到采煤工作面推进方向、破煤方式、运煤方式、工作面长度、支护方式、采空区处理方法，而且还直接影响到采区巷道布置、运输方式、通风系统、顶板灾害防治措施以及各种参数的选择。一般条件下，倾角小于12？的煤层，有利于采用巷道系统简单的倾斜长壁采煤法；倾角大于12？的煤层，多数采用走向长壁采煤法。

煤层厚度。煤层厚度及其变化也是影响采煤方法选择的重要因素。根据煤层的厚度，可以选择相应的采煤方法。一般条件下，薄及中厚煤层通常采用一次采全高的采煤方法，厚煤层可采用大采高综合机械化采煤一次采全高、放顶煤采煤方法，也可以采用分层开采的方法。此外，煤层厚度还会影响到采煤工作面的长度，影响采空区处理方法的选择。

煤层特征及顶底板稳定性。煤层的硬度、煤层的结构（含夹矸情况）、含煤层数及煤层顶底板岩石的稳定性，都直接影响到采煤机械、采煤工艺以及采空区处理方法的选择，影响着采区巷道布置、巷道维护方法、采区主要参数的确定。

（2）技术发展及装备水平

技术发展及装备水平也会影响采煤方法的选择。改革开放以来，我国采煤方法和采煤工艺技术在创新中得到不断的发展，新方法、新工艺、新装备的推广应用为采煤方法选择提供了更广阔的空间。