新时期煤矿采煤工艺分析

新时期煤矿采煤工艺分析

摘要：煤矿采煤工艺在各个时期略有不同，工艺水平的高低影响着采煤效率及

矿山安全。在国内，采煤工艺对国家现代化工业的发展及社会经济的发展都有巨

大影响。在本文中，笔者深入分析了综采工艺、放顶煤工业、一次全高回采工艺

的优缺点，确定工作面相关工艺的选用，在保证回采率达到93.7%的基础上，力

求日产量达到7684.84t，全面提升经济效益，以此来证明相关工艺的选择是极为

合理的。

关键词：煤矿采煤工艺；技术；优化

1.采煤技术分析

1.1综采工艺

一般而言，综采工艺指的是机械化连续作业的采煤方式。这种机械化并不是

在某个采煤阶段才应用，它贯穿了整个采煤流程。全程应用机械化，可以实时控

制劳动强度，确保采煤过程的安全性。综合来看，综采工艺作为影响采煤工艺发

展的重要因素，其工艺关键点可作如下概括：①割煤。主要由破煤和装煤构成，割煤工作通常利用刨煤机和滚筒式采煤机来完成。据统计，目前，割煤采用最为

广泛的机械是双滚筒式采煤机，其特点可概括如下：双滚筒式采煤机拥有前后两

个滚筒，不论各种状态，都可以进行割煤，哪怕是上下行状态也不影响割煤。值

得一提的是，其具有的螺旋叶片能够实现旋转抛掷，将切割的煤直接输送到输送

机中，省时省力[1]。相对于滚筒式采煤机而已，刨煤机不仅成本低廉、结构简单，还拥有极为便利的检修方式，能保证无人控制逐步实现。②运煤。运煤的基础上将切割好的煤作出工作面；一般来说，煤炭对外综采工作面，要利用液压支架来

支撑工作面，将煤炭从工作面作出。此时，支护方式的选择极为重要，不同的支

护方式可以取得不同的效果，一般来说，需要较强稳定性的话，都会选择滞后支

护作为主要支护方式。

1.2深矿井开采技术

深矿井开采技术指的是在矿井达到规定深度的情况下开采煤矿所使用的技术。进行深井采矿时，必须严格控制好冲击地压以及矿压，矸石排放必须时刻控制在

合理范围。目前，解决或处理矸石是矿井中极为重要的一项工作，作为填充材料，矸石在矿井中填充，可以避免出现环境污染等问题，节约开采成本。随着采煤技

术的发展，深井采煤技术的装备越来越好，设备的更新让工作效率逐渐提升，损

失在不断降低。近些年，炮采技术发展最快[2]，金属支柱逐渐被淘汰，液压支柱

的广泛使用让装煤空间得到了控制，装煤技术得以不断革新。此外，运煤也打破

了传统的运送方式，逐步应用弯曲刮板输送机，以减少不必要的体力劳动。

2.实例分析

2.1煤矿概述

A煤矿矿井作为本文的研究对象，预计以300万t/a作为生产能力参考。该煤矿层共分两层，其中，厚度为1.68m的是八号层，厚度为5.30的是二号层。两个煤层都以4°为倾斜角，属于近水平煤层。只不过，当前采煤仍旧以二号层为核心。综合来看，该矿井煤质层较为稳定，所产煤矿为中硬度：普氏硬度f=2～3；煤矿

灰分低、含磷低、硫含量低，属优质的焦煤。计算得知，A矿井平均容重为

1.42t/m3。在瓦斯含量方面，A煤矿井瓦斯含量虽低、煤层虽没有自燃倾向，但

煤尘存在爆炸危险。在矿井表层有厚度＜0.5m的黑色泥岩，稳定性较差。2号煤

层底板为砂岩，且有厚层状泥岩，稳定性较高，易于管理，一般不会发生底鼓。

2.2确定采煤工艺方式

采煤方式的选择要根据实际情况来看。一般情况下，采煤方式的选择要结合

煤层所在地的地质环境、煤层特性等因素来选择最为合适的采煤方式。下文提及

到的采煤方式各有优劣。综合来看，A煤矿可以选择一次采全高回采以及放顶煤

等方式进行采煤。就其内部而言，矿井内并没有什么瓦斯，但煤质相对较硬，再

加上此处煤层沟 5.30m，需保证采高达到 5.20m，若是选择放顶煤的方式来采煤，可能会降低回采率，所以，A煤矿采煤应当选择一次采全高回采的方式完成采煤。因此，可以将后退式自然跨落法作为其顶板管理方法。

2.3回采工作面参数

确定好回采工作面参数对采煤极为重要。确定回采工作面的参数需要参考如

下因素：开拓面积、准备巷道、工作面走向、回采倾向等。根据煤矿矿井情况来看，其顶部应留煤皮；根据煤厚、采高来看，各个采煤区段的平均长度达1850m，工作面长度达210m。以工作面为参考，其进风巷共2条，分布在工作面西侧，

在靠近工作面的巷道布置皮带，剩下的巷道行人或运煤；回风巷布置在工作面东侧。顺槽断面高3.5m，宽5m；在两条顺槽之间留20m煤柱，每隔100m挖联络巷，贯通顺槽。工作面配备如下表（表1）所示：

表1工作面配套设备

2.4回采工作面破煤、装煤方式

利用螺旋滚筒可以完成破煤、装煤，若有碎煤遗留，输送机的铲煤板可以直

接将其送入溜槽没；根据此处煤层的实际情况，可以选用德产设备作为主要采煤

设备，这些设备包括：SL500电牵引采煤机、PF4-型刮板输送机等；上述设备虽

皆为德产，但其生产公司并不相同。割煤的主要方法是双向割煤法，相对其它割

煤方法而言，这种方法省时省力，采煤机完成两个循环，只需要往返一次。下表

展示的是采煤机、刮板输送机的相关特征；在割煤时，其进刀方式是端部斜切三

角煤进刀，这一进刀方式相对复杂，因篇幅有限，本文不加赘述。值得注意的是，采煤停机也有讲究，只有机身全部进入直线段、两滚筒截深都达到0.865m时才

可以停机。割煤需要不断调换割煤设备的上下两个机头，保证割煤到位；采煤机

要不断调换上下滚筒，如此反复，直至煤层采装结束。

表2 采煤机主要技术特征表

值得注意的是，必须严格控制采煤机组的进刀长度。一般情况下，采煤机组

的进刀总长度必须控制在50m左右；至于进刀方式，此处不加赘述，详见下图（图1）。

图1采煤机斜切进刀方式图

2.5回采工作面的支护方式

一般采用液压支护的方式来支护回采工作面。结合工作面的岩层情况、采高

情况等，最终选用二柱式掩护支架及其相配套的端头支架（德国DBT公司生产）

来支护回采工作面。从机头至机尾，共布置121个支架，4架端头架，114架中

间架，3架端尾架。

3.结语

综上所述，采煤质量的提升需要选对采煤工艺，根据煤矿矿井的实际情况，

在地面技术、井下技术、工作面保水开采技术等各种采煤技术中选取最为合适的

技术完成采煤。当然，也要结合矿区实际来优化采煤技术，根据采煤地点的条件