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采煤工艺及其选择

【摘要】该文笔者介绍了我国目前主要使用的采煤工艺，并阐述了如何根据具体情况选择合适的采煤工艺，具有一定借鉴意义。

【关键词】采煤工艺；炮采；普采；综采；选择 前言

中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一。新中国成立以来，我国煤炭工业得到了迅速发展，逐步革新了落后的回采工艺，分别于20世纪60年代和70年代研制和推行了普通机械化和综合机械化的采煤设备与工艺，采煤机械化水平有了较大的提高。20世纪80年代，我国采煤机械化进入全新的发展阶段，应用推广了连采技术及装备：普通机械化工作面的装备进行了全面的更新换代；综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展，煤矿生产技术水平大幅提高。20世纪90年代，我国开展高产高效矿井建设，到2005年为止，建成了一批以神东、兖矿为主要代表的高产高效现代化矿井184个，年产百万吨的综采队195个。

1 采煤技术分析 1.1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。

1.1.1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。因此，要根据煤层的硬度、厚度、节理和裂脱的发育状况及顶板条件，确定打眼爆破参数，包括炮眼排列、角度、眼深、装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。

1.1.2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吱柱支护，其布置方式主要有单柱、对柱和密集支柱3种形式。最小控顶距应保留3排支柱，以保证足够的工作空间，最大控顶距一般不超过5排支柱。随着采煤工作面不断向前推进，顶板悬露面积越来越大，为了工作面的安全和正常生产，需要及时对采空区进行处理。由于顶板特征、煤层厚度和保护地表的特殊要求等条件不同，采空区有多种处理方法，但最常用的是全部垮落法。

1.2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。

1.3综采工艺

综合机械化采煤工艺（简称综采工艺）是指采煤工作面中全部生产工序都实现了机械化连续作业的采煤工艺系统。综采工艺大幅降低了劳动强度，提高了单产及安全性；因此，是目前最先进的采煤工艺，是采煤工艺的重要发展方向。

1.3.1割煤。割煤工序包括破煤与装煤。完成割煤工序的采煤机有滚筒式采煤机和刨煤机两种类型，滚筒式采煤机又分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机。为了适应采高的变化及煤层顶底板的起伏，通常采用可调高双滚筒采煤机割煤。双滚筒采煤机无论上行还是下行，一般均采用前滚筒在上割顶煤。后滚筒在下割底煤。采煤机滚筒式在割煤的同时，利用滚筒的螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用，把煤直接装入刮板输送机。采煤机割煤方式有单向割煤和双向剖煤两种，单向割煤适用于顶板稳定性差、倾角较大的综采面，双向割煤多用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面。刨煤机与滚筒式采煤机相比，具有结构简单、设备造价低、检修和管理比较容易、易于实现自我控制和工作面无人操作等优点；特别是在薄煤层机械化开采方面，刨煤机占有重要地位，但刨煤机生产效率较低，地质条件适应范围较窄，采高较大时设备稳定性差。

1.3.2运煤。采煤机割下的煤炭被装入刮板输送机，从工作面运出后经工作面运输巷中的桥式转载机、可伸缩带式输送机运出综采工作面。刮板输送机的运送能力必须与采煤机的生产能力相匹配，一般情况下输送机的输送能力略大于采煤机的生产能力。

1.3.3工作面支护和采空区处理。工作面使用的液压支架是以高压液体为动力，自行完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸、护帮、前移、推移刮板输送机和采空区处理等工序。

1.4连采工艺

煤房工作面使用连续采煤机完成破煤和装煤，用梭车或可伸缩输送机运煤，采用锚杆支护顶板，使用铲车搬运物料和清理工作面，破、装、运、支等工艺过程全部实现了机械化作业。这种工作面的机械化采煤工艺习惯称为连续采煤工艺（简称连采工艺）。实践证明，连采工艺作为综合机械化采煤的一种补充，在适宜的条件下，可取得良好的技术经济效果。连采工艺特点是采用5-7 111的煤房将待采煤层切割成正方形或长方形煤柱，煤柱宽度由数米至二三十米不等。采煤在煤房中进行，视顶板条件可回收部分煤柱。连续采煤机采煤实行掘采合一，分为煤房掘进和回收煤柱两个阶段。一般需要2-5条煤房同时交替掘进，煤房顶板采用锚杆支护。当区段内的煤房全部掘完时，采煤机开始后退式回收煤柱。煤柱回收方式较多，具体可根据煤柱尺寸和围岩性质条件确定。回收煤柱后，顶板自行垮落。

2 采煤工艺的选择

2.1适于采用炮采工艺的条件

炮采工艺具有技术装备投资少、适应性强、操作技术容易掌握、生产技术管理比较简单等优点；但是其单产和效率低，劳动条件差，根据我国的技术政策，凡条件不适于机采的煤层，可采用炮采工艺。目前，我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。

2.2适于采用普采工艺的条件

普采设备价格便宜，1套普采设备只相当于1套综采设备的1/4，而产量可达到综采产量的1/3-1/2。而且普采对地质变化条件适应性比综采强，工作面搬迁容易。对推进距离短、形状不规则、小的地质构造较发育的工作面，综采的优势难以发挥，而采用普采则可取得较好的效果。而且，普采操作技术易于掌握，组织生产比较容易。因此，普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。

2.3适于采用综采工艺的条件

综采工艺具有高产、高效、安全、低耗及劳动条件好、劳动强度小的优点。

但是综采设备价格昂贵，综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统，较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。

2.4适于采用连采工艺的条件

连采工艺的主要优点是投资少、出煤快、适应性较强、机械化程度高、效率高、安全好等，但其通风条件差，煤炭资源回收率较底，仅高于炮采采煤。连续采煤机房柱式开采对煤层地质条件要求较高，主要适用于以下条件：开采深度较浅，构造简单，煤质中硬或硬，开采技术条件简单，煤层倾角不超过15。的薄及中厚煤层。近水平煤层最为适宜，但其采出率较低，不适用近距离煤层群开采。从近几年我国连采工艺的应用情况来看，该方法作为大中型矿井的辅助采煤方法为宜。

3 结论

煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异。20世纪80年代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。