煤炭开采方法及工艺讨论

煤炭开采方法及工艺讨论

【摘要】我国现目前煤炭资源储量丰富，占世界煤炭总储量的13.9%，但尽管如此，由于我国在煤炭开采的方法及工艺设备上落后于世界先进水平，煤炭开采方面仍然存在着许多亟待解决的问题。本文将综合相关文献对煤炭的开采方法及工艺进行简要的探讨，并提出自己的见解。

【关键词】煤炭开采；开采方法；施工工艺

我国开采和利用煤炭已经有几千年的历史，是世界上最早发现、开采、利用煤炭的国家之一，在相当长的一段时间内开采技术始终停留在手工作业的生产水平上，直到新中国成立以来党和政府开始重视煤炭工业的发展，并加大了对煤炭工业的投入，在伴随着改革开放影响推动，极大地促使了我国煤炭事业的发展。

1煤炭开采方法

煤炭开采的一般工序为破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理[2]。

1.1破煤方法

1.切削。对于破煤的方法一般采用破煤机进行切削，为了保证切削的效果，会在破煤机上安装截齿来发挥采煤机设备的生产能力，其中截齿具有十分强大的强度、耐磨且能抗冲击的韧性，破煤时产生的能耗较低，牢固可靠且成本低廉易制造。

2.爆破破煤。爆破破煤也是一种常见的采用方法，通过炸药来成为破碎煤岩的主要动力源，短时间内产生大量的高温高压气体，极具冲击和爆轰，其动作用产生的冲击压力峰值是极高的，但作用的时间却极短，并且存在一定的安全隐患。此外，由于爆破破煤对于技术有较高的要求，通过打眼、装药、填炮泥、联炮线等工序来进行，同时要在炮眼布置上坚守原则、计算炮眼间距来确定最合理的炮眼间距、炮眼的角度、起爆的顺序、装药量计算、装药结构、检验瓦斯等都有一定的技术要求和规范[4]，需要有相当经验且具备科学知识技能的人员来完成，而爆破采煤工艺方式的应用以解放后至六十年代初为主。

3.水力破煤。水力破煤是近年来在国外兴起的新型破煤技术，其利用水枪射流的基本力学特征，用水枪喷嘴喷射于空气中的高速水流来进行破煤，现目前国内外均应用中、高压射流进行煤炭的破煤。水力破煤的过程可分为掏槽和落煤两个阶段，掏槽时的破煤能耗相对于落煤时要大很多。此外，研究水枪生产能力与射程之间的关系，水枪的最大工作射程以接近于有效射程为最佳射程，有效的射程经验值为15～20m。

1.2装煤方法

一般采煤机可自行完成装煤工序，将媒体上破落下来的碎煤装入输送机运出工作面。现目前较为常用的装煤方法有螺旋滚筒装煤，其采用了采煤机的工作原理，能够完成破煤和装煤两道工序，在螺旋滚筒装煤之后，机道上上会留下部分碎煤，为了清除这些浮煤，一般在输送机上撞上铲煤板，随着输送机一起由移留千斤顶向前移动来清除浮煤。装煤铲装煤也是装煤的方法之一，其通过采煤机上的装煤机构的牵引力来移动和装煤。对于倾斜角较小的工作面，可采用刮板输送机进行装煤运煤，对于倾斜角较大的工作面，可采用自溜运输。

1.3运煤方法

刮板输送机进行运煤，根据其溜槽与刮板链的布置方式分为并列式和重叠式，基于我国输送机电动功率标准系列为20KW、40KW、75KW、100KW、125KW，在进行多台传动装置时，其布置方式可采用单传动垂直式、单传动平行式、双传动平行式、双传动垂直式、双传动复合式几种方式。输送机槽的溜槽在水平方向上允许偏转3°，在垂直方向上允许偏转4°，以此来适应平缓弯曲和适应底板不平的情况。要注意在输送机机型的选择上要依靠相关的计算对其装载系数进行求解，以选择适合配置的输送机，提高运煤的效率。

基于采煤方法可分为露天开采和井工开采两种方法，而井工开采中常用的壁式体系采煤法是现目前应用最普遍的一种采煤方法，其以长壁工作面采煤为主要特征，其产量约占国有重点煤矿产量的95%以上。

2煤炭开采工艺：综合机械化

上个世纪70年代中期以后，我国煤炭开采工艺开始以综合机械化采煤工艺方式为主，在通过摸索起步——引进提高——仿制创新——国产与引进并重的过程中，实现了运用采煤机破煤装煤、刮板输送机运煤和液压支架支护顶板，其综合机械化采煤工艺的主要参数为：综合机械化的开采面可长150～400m的规模，采煤机的最大功率可高达2000KW，刮板输送机的最大功率高达3×1000KW，液压支架一般>20t/架，其大大扩大了煤炭开采的面积，提高了煤炭开采的效率。

2.1煤炭机械装备

煤炭行业的发展和市场的需求对煤炭开采机械化有了新的要求，也进一步推动了煤机行业的繁荣，有了对新建煤矿的需求，并对煤炭开采机械化装备的国产化有了较高的期望，对最新设备及售后服务等的需求有了明显的增加。煤炭开采的设备分为露天煤矿机械和井下煤矿机械，露天煤矿机械主要有土层剥离的连续挖掘机、机械式挖掘机、大型煤炭破碎机、大型皮带输送机、大型非公路矿用车等；井下开采煤矿机械随着煤矿开采的综合机械化程度的增加，促成了其以煤矿安全为核心的综合开采设备为其煤矿机械的主要组成。

2.2综合机械化开采

现目前，综合机械化开采形成了“三机一架”的核心开采模式，即掘进机、采

煤机、刮板输送机、液压支架四者间的有效配合，能够有效地提高煤炭开采的工效。其中掘进机主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成，采煤机分为锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种，刮板输送机不仅可以运送煤炭和物料，还是采煤机的运行轨道，是现代化采煤工艺中不可缺少的主要设备，而液压支架能够可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，能够有效隔离采空区，是综合机械化开采中的重要组成部分。

基于上述对现代化煤炭开采工艺的研讨不难看出，技术要求的提高对于人员的要求也随之有了提高[4]，现代化煤炭开采工艺的综合机械化程度和集约化程度不断增强，也就要求我们对于采矿专业人才的要求有了更大的提高，在这样双重的提高下，才能真正提高煤炭开采的工效。

【参考文献】

[1]姚文清、于鹏波，浅谈煤炭开采方法和开采工艺[J]，现代企业教育，2013（10）

[2]王国辉，浅析煤矿残煤采掘的有效途径[J]，华章，2010（10）

[3]刘玉芳，急倾斜煤层开采的特点、方法及对策探究[J]，华章，2011（23）

[4]王玉怀，21世纪采矿高等工程专科人才培养模式和方法[J]，河北建筑科技学院学报（社会科学版），2010（02）