论文部分内容阅读
摘 要：采煤技术是提升煤矿生产效率的重要举措，有效的采煤技术对煤矿企业的高效率生产具有重要意义。加强煤炭开采技术的改革与更新，能够提高煤矿企业核心的竞争力，良好的采煤技术方法是煤矿企业提高效率的关键所在，在保证安全的前提条件下，是提高煤矿企业经济效益和社会效益的根本保障。
关键词：煤矿生产；采煤方法；采煤技术；煤矿企业；煤炭资源
煤矿开采方法及技术的选择将直接关系着煤矿生产的安全性和经济性，因此说，相关技术人员应该加强有关煤矿采煤方法及技术的研究，总结煤矿采煤方法选择影响的相关因素及各采煤方法应用要点，从而逐步改善采煤方法与技术应用质量。而在煤矿生产中，采煤的方法与技术是影响产煤量的重要因素，一个良好的采煤技术可以起到事半功倍的效果，可以为企业节省大量资金，给企业带来很高的经济效益，对社会也会带来很好的正面影响。
1 煤炭采煤方法设计的要点
采煤方案的设计与煤矿所处的岩层、施工机械的能力水平及操作人员的素质密切相关，应在综合考虑多种因素下，制定严格而合理的开采方案。但是在设计时，应遵循三个大原则：第一，采煤队地层的影响规律和程度。采煤主要会引起掌子面及隧道拱顶产生下沉，而围岩的位移是判断巷道稳定性的重要因素，所以在巷道开采方案设计时，应预测或者判断掌子面或者拱顶及两帮的位移变化值，例如采用数值模拟方法定性分析巷道在该方案下的围岩位移趋势，并利用某一数值评判该方法的利弊；第二，保证支护材料充分发挥作用，并最大程度地实现资源的回收。煤矿开采设计原则应保证使用最低的能源或者资源实现高回报，这样才能保证煤矿的绿色生产。例如通过设计方案的对比，分析不同方案下的锚杆所用的数量及长度，通过选取典型断面，分析该断面的平均钢材用量，在起到同样效果的前提下选择钢材用量最小的方案；第三，始终坚持安全、经济、环保的原则。不仅如此，应根据煤矿的具体现场环境，制定有利于施工的方案，保证工人操作方便，并且尽可能降低工人的劳动强度。
2 煤矿采煤方案研究
煤矿采煤的方法有多种，根据采煤方式分类可以分为以下三类：
2.1 倾斜长壁采煤法
倾斜长壁采煤法是指在采煤工作面沿煤层倾斜方向上或者向下推进采煤工作，并且对于巷道的走向及回风巷道的走向，均选择沿煤层倾斜方向进行。这种方法可以分为仰斜开采和俯斜开采，并配合前进式、后退式和混合式回采方式。但是在实际运用过程中，倾斜长壁采煤方法也存在很多弊端，例如巷道开采的速度会比常规采煤方式降低很多，在支护难易程度上也比常规方式困难很多，在仰斜开采时采空区很容易因地层渗水而导致积水严重。但是该方法对于控制巷道顶板下沉及两帮收敛位移及底板鼓起的现象有较好的效果，而且这种方式可以全面提高巷道稳定性。
2.2 走向长壁采煤法
走向长壁采煤法可以分为炮采、普采和综采三种工艺。对于炮采来说，是采用爆破采煤的方式，比如在开采的时候采用矿山法进行爆破并利用运输机械进行煤渣的运输等事项。炮采最重要的方式是采用爆破开采过程中的打眼、装药、引爆装置等过程，因为爆破的质量会直接影响巷道的成型质量。普采是指采用传统的方式进行巷道的开挖及煤渣的运输等。普采主要是利用机械开挖的方式对掌子面的煤层进行开挖，并且同样采用机械运输的方式进行运输煤炭。这种方式开挖速度较慢，虽然在运输能力上来说与炮采相差不大，但是对于掌子面的开挖来说，利用机械开挖相比放炮开挖来说慢很多。对于普采来说，可以分为单滚筒和双滚筒两种方式，单滚筒采煤机的滚筒是位于工作面的下端头，这样做可以相对降低工作面下方缺口的长度，并且可以避免煤渣不通过机体的下方，这样的开挖及运作效果比较好。而双滚筒采煤机避免了在掌子面两端存在缺口的问题，利用这种方式可以很好地解决技术上的缺陷。综采是指利用机械开挖方式，在开挖、运输、装运过程、支护过程中均充分采用机械的方式，并尽量实现现代化方式。这种方式机械化程度高、自动化程度也很大，是一种开挖及施工速度较快的方式。
2.3 放顶煤采煤法
放顶煤采煤法是指在厚煤层中，沿煤层最底部布置高度为2～3米的采煤长壁工作面，并利用传统的采煤方法进行回采，同时采用矿山压力的效果帮助施工人员进行松动围岩的效果，这样一来就可以降低支护上方顶煤破碎后，并将煤块从支架的后方泄露而出。放顶采煤可以实现采用最低的支护材料，达到最优的支护效果，但是这种方法具有一定的使用条件，就是适合于煤层厚度大于6米的煤层。如果煤层厚度过小，在开挖的过程中很容易发生超前冒顶现象。
相比三种方法来说，综采放顶煤采煤方法是生产速度最快的一种，并且效率也很高。由上文可知，综采放顶煤采煤法是利用拱率较高的滚筒采煤机、综采放顶煤液压支架、工作面大功率刮板输送机以及配套的机道转载机、可伸缩皮带运输机及其他附属设备的综合机械开挖方式。这种开挖方式生产效率高，可以实现连续的作业方式，并且相对来说经济成本低，可以大面积推广。
3 现代煤矿采煤技术的发展趋势
总结现阶段的煤矿采煤技术的发展现状来说，并考虑我国机械行业的发展程度，可以判断出近几十年，煤矿采煤技术的发展主要朝以下三个方面发展：
3.1 开发及应用高效集约化的煤矿生产技术
在煤矿生产过程中实现集约化生产，可以节省工程机械的需要数量，减少操作人员的数量。实现集约化生产，可以提高煤炭生产的效率，并且可以研发出施工方式灵活的机械，这样一来可以为煤矿企业节省大量资金。在施工过程中，尽可能地实现开采的信息化管理，将煤矿机械设备的状态输送到控制端上，实现远程监控机械设备的工作状态。
3.2 尽可能运用埋深浅、硬顶板、硬煤层的采煤技术
实现埋深浅、地层压力较小的硬厚度顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，是提高巷道围岩稳定性及提高巷道施工速度的重要方式。埋深浅可以降低矿井的深度，顶板硬，可以降低支护强度，这些特点均可以为煤矿巷道的生产效率提供有力条件。
3.3 降低矸石排放
矸石的排放对于煤矿后期的充填与控制回采区的稳定性具有重要意义。煤矿企业应致力于煤矿地质条件开采巷道布置与工艺技术评价体系，可以在最优化的方式上降低矸石的排放或者降低支护的强度。研究出一种沿巷道布置单一煤层开采，而这种方式会很大程度降低矸石的排放量，并有可能不需要将矸石进行排出地面，降低煤渣的运输强度，节省了煤矿生产的时间，从而节约了成本。
4 结语
综上所述，对于煤矿来说，采煤技术是提升煤矿生产效率的重要举措。本文通过总结煤炭采煤方法设计的要点，并介绍了煤矿采煤的几种方法，从而预测了煤矿开采技术的发展趋势，得出的结论对煤矿企业的高效率生产具有重要意义。
参考文献
[1] 林勇，陶斌.井下采煤技术及采煤工艺的选择分析[J].大科技，2012，（10）.
[2] 宋卷英.煤礦井下采煤技术与采煤工艺分析[J].科技与生活，2013，（1）.
[3] 杨生亮.探析井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].华东科技（学术版），2012，（7）.
[4] 樊心磊.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用[J].中国新技术新产品，2012，（10）.
关键词：煤矿生产；采煤方法；采煤技术；煤矿企业；煤炭资源
煤矿开采方法及技术的选择将直接关系着煤矿生产的安全性和经济性，因此说，相关技术人员应该加强有关煤矿采煤方法及技术的研究，总结煤矿采煤方法选择影响的相关因素及各采煤方法应用要点，从而逐步改善采煤方法与技术应用质量。而在煤矿生产中，采煤的方法与技术是影响产煤量的重要因素，一个良好的采煤技术可以起到事半功倍的效果，可以为企业节省大量资金，给企业带来很高的经济效益，对社会也会带来很好的正面影响。
1 煤炭采煤方法设计的要点
采煤方案的设计与煤矿所处的岩层、施工机械的能力水平及操作人员的素质密切相关，应在综合考虑多种因素下，制定严格而合理的开采方案。但是在设计时，应遵循三个大原则：第一，采煤队地层的影响规律和程度。采煤主要会引起掌子面及隧道拱顶产生下沉，而围岩的位移是判断巷道稳定性的重要因素，所以在巷道开采方案设计时，应预测或者判断掌子面或者拱顶及两帮的位移变化值，例如采用数值模拟方法定性分析巷道在该方案下的围岩位移趋势，并利用某一数值评判该方法的利弊；第二，保证支护材料充分发挥作用，并最大程度地实现资源的回收。煤矿开采设计原则应保证使用最低的能源或者资源实现高回报，这样才能保证煤矿的绿色生产。例如通过设计方案的对比，分析不同方案下的锚杆所用的数量及长度，通过选取典型断面，分析该断面的平均钢材用量，在起到同样效果的前提下选择钢材用量最小的方案；第三，始终坚持安全、经济、环保的原则。不仅如此，应根据煤矿的具体现场环境，制定有利于施工的方案，保证工人操作方便，并且尽可能降低工人的劳动强度。
2 煤矿采煤方案研究
煤矿采煤的方法有多种，根据采煤方式分类可以分为以下三类：
2.1 倾斜长壁采煤法
倾斜长壁采煤法是指在采煤工作面沿煤层倾斜方向上或者向下推进采煤工作，并且对于巷道的走向及回风巷道的走向，均选择沿煤层倾斜方向进行。这种方法可以分为仰斜开采和俯斜开采，并配合前进式、后退式和混合式回采方式。但是在实际运用过程中，倾斜长壁采煤方法也存在很多弊端，例如巷道开采的速度会比常规采煤方式降低很多，在支护难易程度上也比常规方式困难很多，在仰斜开采时采空区很容易因地层渗水而导致积水严重。但是该方法对于控制巷道顶板下沉及两帮收敛位移及底板鼓起的现象有较好的效果，而且这种方式可以全面提高巷道稳定性。
2.2 走向长壁采煤法
走向长壁采煤法可以分为炮采、普采和综采三种工艺。对于炮采来说，是采用爆破采煤的方式，比如在开采的时候采用矿山法进行爆破并利用运输机械进行煤渣的运输等事项。炮采最重要的方式是采用爆破开采过程中的打眼、装药、引爆装置等过程，因为爆破的质量会直接影响巷道的成型质量。普采是指采用传统的方式进行巷道的开挖及煤渣的运输等。普采主要是利用机械开挖的方式对掌子面的煤层进行开挖，并且同样采用机械运输的方式进行运输煤炭。这种方式开挖速度较慢，虽然在运输能力上来说与炮采相差不大，但是对于掌子面的开挖来说，利用机械开挖相比放炮开挖来说慢很多。对于普采来说，可以分为单滚筒和双滚筒两种方式，单滚筒采煤机的滚筒是位于工作面的下端头，这样做可以相对降低工作面下方缺口的长度，并且可以避免煤渣不通过机体的下方，这样的开挖及运作效果比较好。而双滚筒采煤机避免了在掌子面两端存在缺口的问题，利用这种方式可以很好地解决技术上的缺陷。综采是指利用机械开挖方式，在开挖、运输、装运过程、支护过程中均充分采用机械的方式，并尽量实现现代化方式。这种方式机械化程度高、自动化程度也很大，是一种开挖及施工速度较快的方式。
2.3 放顶煤采煤法
放顶煤采煤法是指在厚煤层中，沿煤层最底部布置高度为2～3米的采煤长壁工作面，并利用传统的采煤方法进行回采，同时采用矿山压力的效果帮助施工人员进行松动围岩的效果，这样一来就可以降低支护上方顶煤破碎后，并将煤块从支架的后方泄露而出。放顶采煤可以实现采用最低的支护材料，达到最优的支护效果，但是这种方法具有一定的使用条件，就是适合于煤层厚度大于6米的煤层。如果煤层厚度过小，在开挖的过程中很容易发生超前冒顶现象。
相比三种方法来说，综采放顶煤采煤方法是生产速度最快的一种，并且效率也很高。由上文可知，综采放顶煤采煤法是利用拱率较高的滚筒采煤机、综采放顶煤液压支架、工作面大功率刮板输送机以及配套的机道转载机、可伸缩皮带运输机及其他附属设备的综合机械开挖方式。这种开挖方式生产效率高，可以实现连续的作业方式，并且相对来说经济成本低，可以大面积推广。
3 现代煤矿采煤技术的发展趋势
总结现阶段的煤矿采煤技术的发展现状来说，并考虑我国机械行业的发展程度，可以判断出近几十年，煤矿采煤技术的发展主要朝以下三个方面发展：
3.1 开发及应用高效集约化的煤矿生产技术
在煤矿生产过程中实现集约化生产，可以节省工程机械的需要数量，减少操作人员的数量。实现集约化生产，可以提高煤炭生产的效率，并且可以研发出施工方式灵活的机械，这样一来可以为煤矿企业节省大量资金。在施工过程中，尽可能地实现开采的信息化管理，将煤矿机械设备的状态输送到控制端上，实现远程监控机械设备的工作状态。
3.2 尽可能运用埋深浅、硬顶板、硬煤层的采煤技术
实现埋深浅、地层压力较小的硬厚度顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，是提高巷道围岩稳定性及提高巷道施工速度的重要方式。埋深浅可以降低矿井的深度，顶板硬，可以降低支护强度，这些特点均可以为煤矿巷道的生产效率提供有力条件。
3.3 降低矸石排放
矸石的排放对于煤矿后期的充填与控制回采区的稳定性具有重要意义。煤矿企业应致力于煤矿地质条件开采巷道布置与工艺技术评价体系，可以在最优化的方式上降低矸石的排放或者降低支护的强度。研究出一种沿巷道布置单一煤层开采，而这种方式会很大程度降低矸石的排放量，并有可能不需要将矸石进行排出地面，降低煤渣的运输强度，节省了煤矿生产的时间，从而节约了成本。
4 结语
综上所述，对于煤矿来说，采煤技术是提升煤矿生产效率的重要举措。本文通过总结煤炭采煤方法设计的要点，并介绍了煤矿采煤的几种方法，从而预测了煤矿开采技术的发展趋势，得出的结论对煤矿企业的高效率生产具有重要意义。
参考文献
[1] 林勇，陶斌.井下采煤技术及采煤工艺的选择分析[J].大科技，2012，（10）.
[2] 宋卷英.煤礦井下采煤技术与采煤工艺分析[J].科技与生活，2013，（1）.
[3] 杨生亮.探析井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].华东科技（学术版），2012，（7）.
[4] 樊心磊.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用[J].中国新技术新产品，2012，（10）.