淺析采煤方法及其發展方向

摘要 ：采煤方法的選擇將帶動煤礦開采各環節的變革，采煤方法正在向高產、高效、高安全性和高可靠性方向發展。本文對采煤工藝進行介紹；采煤方法中的傾斜分層走向長壁下行垮落采煤法、傾斜長壁采煤法，放頂煤采煤法等以及采煤方法的選擇做出論述；對采煤方法的發展方向進行展望。

關鍵詞 ：煤礦 采煤方法 發展方向

1.三種采煤工藝的介紹

爆破采煤工藝，簡稱“炮采”其特點是爆破落煤，爆破及人工裝煤，機械化運煤，用單體支柱支護工作空間頂板。爆破采煤的工藝過程包括打眼、放炮落煤和裝煤、人工裝煤、刮板輸送機運煤、移置輸送機、人工支護和回柱放頂等主要工序。注意打眼和放炮落煤，要求保證規定進度，工作面平直，不留底煤和頂煤，不破壞頂板，而且要盡量降低炸藥和雷管消耗。

普通機械化采煤工藝，簡稱“普采”，其特點是用采煤機械同時完成落煤和裝煤工序，而運煤、頂板支護和采壓處理與炮采工藝基本相同。

“綜采”即綜合機械化采煤工藝，即破、裝、運、支、處五個主要生產工序全部實現機械化，因此，綜采是目前最先進的采煤工藝。

2.采煤方法的特點分析及適用條件

2.1 傾斜分層走向長壁下行垮落采煤法

傾斜分層采煤法廣泛應用在開采緩斜和傾斜厚煤層。傾斜分層的各分層，可采用類似于開采緩斜、傾斜薄及中厚煤層時所采用的采煤工藝進行回采。第一分層回采后，下分層是在垮落的巖石下進行回采，為保證下分層采煤工作面的安全上分層必須鋪設人工假頂或形成再生頂板[1]。需要指出的是：

（1）頂分層采煤工藝的特點：頂分層采煤工作面的頂板是煤層的原生頂板其采煤工藝與中厚煤層長壁采煤法基本相同，只是增加了要為下部分分層鋪設假頂或形成再生頂板的工作。

（2）人工假頂包括竹笆假頂，金屬網假頂，塑料網假頂，再生頂板，可以是煤層中含厚度大于0.5m的夾石層。

傾斜分層下行垮落采煤法有效地解決了緩斜及傾斜厚煤層開采時的頂板支護和采空區處理問題，有利于在此煤層下實現安全生產，提高資源采出率及獲取較好的的采煤工作面技術經濟指標。

2.2 傾斜長壁采煤法

傾斜長壁采煤法與走向長壁采煤法相比，主要是采煤工作面布置及回采方向不同，并且取消了采盤區上下山巷道[2-3]。傾斜長壁采煤法，在一定的地質開采技術條件下，技術效益比較顯著。需要指出的是：

（1）礦壓顯現及支護特點：對于仰斜工作面由于傾角的影響頂板將產生向采空區方向的分力。在此分力作用下，頂極的懸臂巖層將向采空區方向移動，使頂板巖層受拉力作用。

（2）采煤工藝特點：仰斜開采時水可以自動流向采空區，工作面無積水，勞動條件好，當煤層傾角小于100°左右時，采煤機及輸送機工作穩定性尚好，如傾角較大則減少了截深。

（3）適用條件：傾斜長壁采煤法主要適用于傾角在12°以下的煤層，當對采煤工作面設備采取有效的技術措施后，可用于12°～17°的煤層，當煤層傾角在20°左右時，現只有少數礦井應用，對于傾斜和斜交斷層較多的區域，能大致劃分成較為規則分帶的情況下，可采用傾斜長壁采煤法或偽斜長壁采煤法。

2.3 放頂煤采煤法

放頂煤采煤法的實質就是在厚煤層中，沿煤層底部布置一采高2m～3m的長壁工作面，用常規方法進行回采，利用礦山壓力的作用輔以人工松動方法，使支架上方頂煤破碎后成散體后由支架后方放出。放頂煤有許多的優點：比如降低成本，提高效率等。它主要適用于：煤層厚度在6m～10m為佳，頂煤厚度過小易發生超前冒頂，增大含碎率；頂煤破碎主要依靠頂板巖層的壓力，其次是反復支撐作用，要求煤的堅固性系數一般應小于3，且適用于傾角不太大的煤層。

3.開采方法選擇依據

采煤方法的選擇必須堅持符合安全、經濟、煤炭采出率高的原則。采煤方法的選擇在基于上述原則的基礎上[4]，應大力提高可采煤炭的回采率。具體煤層的優點以及它所適應的最合理的開采方法，減少資源浪費，加強環保。歸納為以下幾點：

（1）在煤層埋藏比較淺，地質條件比較好的煤礦中應大力提倡綜采，依靠引進全套的先進設備。

（2）對于煤層比較厚，且埋藏不是很淺的情況下，應充分利用放頂煤開采技術。

（3）對于急斜煤層則可以采用水平分層放頂煤開采工藝，提高回采率，并且大大提高工作面年產量。

4.開采技術發展的方向

采煤工藝的發展將帶動煤礦開采各環節的變革，現代采煤工藝正在向高產、高效，高安全性和高可靠性方向發展，基本途徑是使采煤技術與現代高新技術相結合[5]。研制和使用強力、高效可靠，耐用及智能化的采煤設備及監控系統，改進和完善采煤工藝在發展現代采煤工藝的同時，繼續發展，改進多層次，多樣化的采煤工藝，通過科學總結實踐經驗，建立我國系統的采煤工藝理論，總結如下：

（1）開發煤礦高效集約化生產技術、建設生產高度集中、高可靠性的高產高效礦井開采技術。

（2）開發“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產高效現代開采成套技術”需要解決以下技術難題：硬頂板控制技術，研究埋深淺，地壓小的硬厚頂板控制技術，主要通過巖層定向水力壓裂，傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率。此外，基本頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產。

（3）緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機、刨煤機，研制適合刨煤機綜采的液壓支架。開發薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采技術。

參考文獻：

[1] 李忠華，何孔翔，潘一山.急傾斜煤層底板巷道布置的安全尺寸研究[J].煤礦開采.2003（04）

[2] 郝忠軍.井下采煤技術及采煤工藝的選擇[J].內蒙古科技與經濟.2007（13）

[3] 包福林，薛峰.采煤技術及采煤方法的選擇[J].煤炭技術.2006（08）

[4] 姬超文.趙各莊礦急傾斜煤層開采方法的實踐與探索[J].河北煤炭. 2005（04）

[5] 侯昭君.井下采煤技術及采煤工藝的選擇[J].煤炭技術.2008（12）

個人簡介：

劉凱（1994-），男，漢族，寧夏銀川人，本科就讀于遼寧工程技術大學采礦工程專業。