標(biāo)準(zhǔn)煤礦開采作業(yè)中科學(xué)選擇研究

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摘要：本文研究的主要目的是做到對采煤工藝的科學(xué)選擇，為達(dá)成這研究目標(biāo)，首先從采煤工藝選擇時需要注重的因素入手，在考慮到采煤作業(yè)安全性、經(jīng)濟(jì)性和采出率的基礎(chǔ)上，根據(jù)各類采煤工藝的工藝特點(diǎn)和適用范圍合理選擇采煤工藝，提高煤礦資源的開采效率，促進(jìn)社會生產(chǎn)的同時，提高煤礦資源利用率。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；采煤工藝；綜采工藝

從現(xiàn)有的采煤工藝來看，其工藝流程和工藝手段均存在直接的差異，可以適用于不同的采煤工況。為了達(dá)成高效開采的目標(biāo)，需要對采煤工藝的科學(xué)選擇方法進(jìn)行有效研究。

1常見的采煤工藝及其適用范圍

1.1普采工藝

普采工藝需借助采煤機(jī)完成破煤作業(yè)，同時利用機(jī)械裝煤，為保障采煤作業(yè)的安全，通常采取單體支柱的支付措施。該種采煤工藝較于炮采工藝更為高效和安全，且煤礦資源的采出率也明顯偏高。但采用普采工藝時，需要加大采煤設(shè)備的成本投入。因此，在一些資金實(shí)力較強(qiáng)的煤礦企業(yè)中較為常用。

1.2炮采工藝

炮采的工藝流程如圖1所示，炮采工藝實(shí)際上就是借助炸藥爆破威力來破除結(jié)構(gòu)層進(jìn)行煤礦開采的方式。在整個工藝過程中，布孔作業(yè)（鉆眼）及裝藥作業(yè)和支護(hù)作業(yè)是關(guān)系煤礦開采安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該種采煤工藝具備適應(yīng)能力強(qiáng)的特性，且采煤過程中很少借助設(shè)備設(shè)施。但在布孔作業(yè)環(huán)節(jié)中需要充分考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，保障布孔科學(xué)才能有效保證爆破效果。該種采煤工藝通常被應(yīng)用于小型的采煤工況中，且部分無法采用綜采工藝的煤礦也可使用炮采工藝。此外，一些煤礦資源儲量較大且儲存條件相對復(fù)雜的礦區(qū)可以優(yōu)先選用炮采工藝[1]。

1.3連采工藝

連采工藝通常被應(yīng)用于大中型煤礦開采作業(yè)中，其主要應(yīng)用優(yōu)勢在于具備較強(qiáng)的適應(yīng)性和采出效率高的特征。此外，與其他采煤工藝相比，機(jī)械化程度明顯偏高，安全系數(shù)也相對較高，是目前來講，技術(shù)優(yōu)勢較為突出的采煤工藝。但其適用范圍具備一定的局限性，僅在硬質(zhì)煤礦和平層分布的煤礦工況中較為適用。

1.4綜采工藝

綜采工藝是在采煤工藝技術(shù)不斷提升的基礎(chǔ)上所衍生的新型采煤工藝，其具有上述采煤工藝的所有應(yīng)用優(yōu)勢，具備安全性高、采出率高和人力消耗較少等技術(shù)優(yōu)勢。但同時也存一定的弊端，即在采煤工藝中需要大量的資金支持，需投入大量的資金通過搭建綜采工作面來保障采煤效率。因此，只有資金實(shí)力雄厚的采煤企業(yè)才能利用綜采工藝進(jìn)行煤礦開采。

2采煤工藝選擇時需注重的主要因素

采煤工藝的選擇關(guān)系到采煤效率和煤礦資源的采出率，是影響煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的主要因素之一。

2.1安全性因素

煤礦開采的難度逐漸加深，致使煤礦生產(chǎn)過程的危險系數(shù)也顯著提升。現(xiàn)階段已經(jīng)將安全性作為煤礦開采過程中需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。為了保障煤礦開采作業(yè)的安全進(jìn)行，在進(jìn)行開采技術(shù)選擇和工藝選擇的階段，便需要考慮生產(chǎn)安全問題，并且建立起較為完善的安全管理體系，做到對煤礦生產(chǎn)安全的有效控制。從前期的煤礦安全生產(chǎn)事故中來看，瓦斯超標(biāo)的問題是危害煤礦生產(chǎn)安全的關(guān)鍵性問題，瓦斯超標(biāo)現(xiàn)象與煤礦開采工藝的選擇和開采人員的作業(yè)行為直接相關(guān)。為此，要想保障煤礦開采安全，則需合理選擇采煤工藝，并充分考慮安全性因素，將煤礦開采安全問題放置首位，優(yōu)先選擇安全系數(shù)較高的采煤工藝[2]。

2.2經(jīng)濟(jì)性因素

煤礦企業(yè)通常是將經(jīng)濟(jì)效益作為主要的生產(chǎn)和經(jīng)營目標(biāo)。為此，選擇采煤工藝時也會綜合考慮經(jīng)濟(jì)性因素，即煤礦開采過程中的成本投入與煤礦開采效益的比率，并對煤礦開采成本進(jìn)行合理規(guī)劃與控制，將采煤作業(yè)中的相關(guān)因素考慮其中，通過合理選擇采煤工藝來控制煤礦開采的成本。

2.3采出率因素

在選擇采煤工藝時，除了要考慮安全性因素和經(jīng)濟(jì)性因素以外，還應(yīng)考慮到煤礦資源的采出率，爭取提高煤礦資源的利用率，減少資源浪費(fèi)問題。

3采煤工藝的科學(xué)選擇

3.1中小型煤礦的采煤工藝選擇

中小型煤礦的煤層賦存條件的復(fù)雜程度明顯偏低，對于采煤工藝要求也不是很高。但由于中小型煤礦的煤礦資源儲量偏低，在進(jìn)行采煤工藝選擇時應(yīng)優(yōu)先選擇一些利用設(shè)備設(shè)施較少且操作簡便，成本投入偏低的采煤工藝，以此來保障煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益。其中的普采工藝以及炮采工藝均符合成本投入低和開采作業(yè)難度低的特性。因此，在中小型煤礦的開采作業(yè)中，可以根據(jù)煤礦儲層特點(diǎn)選擇普采工藝或者炮采工藝。

3.2大型煤礦的采煤工藝選擇

大型煤礦的煤層賦存條件較差，且地質(zhì)條件和地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，為煤礦開采作業(yè)帶來了較大的難度，尤其是在開采深層的煤礦資源時，井下作業(yè)條件較差，如不能采取合理的采煤工藝不僅影響煤礦開采效率，還可能降低煤礦資源的采出率，致使造成大量資源浪費(fèi)。目前來看，綜采工藝的工藝特點(diǎn)和適用范圍與大型煤礦的煤層分布特點(diǎn)相符，其機(jī)械化程度較高，需要大量的資金支持，且對各類設(shè)備性能及參數(shù)提出了較高的要求。但實(shí)際上，一些復(fù)雜的煤層結(jié)構(gòu)中，如果采取綜采工藝手段很可能加大煤礦開采難度，相對應(yīng)的作業(yè)效率也會降低，嚴(yán)重影響綜采工藝的發(fā)揮。為此，通常會結(jié)合具體的開采工況綜合應(yīng)用多種采煤工藝，充分發(fā)揮各類采煤工藝的工藝優(yōu)勢。對于煤層傾角在15度以下的煤層賦存條件中可以優(yōu)先選用連采工藝，但考慮到連采工藝中會產(chǎn)生部分不可回收的煤渣，致使造成煤礦資源浪費(fèi)問題。因此，通常將連采工藝作為輔助工藝手段與其他采煤工藝聯(lián)合應(yīng)用來保障最終的采煤效率。

3.3復(fù)雜煤層開采作業(yè)的采煤工藝選擇

復(fù)雜煤層指的是煤層儲量深，傾斜角度大，且穩(wěn)定性不強(qiáng)的一些煤礦，因其煤礦開采難度較大，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，連采工藝、綜采工藝以及普才工藝均不適用。而炮采工藝具備較強(qiáng)的適用性，且對煤礦條件要求較低。在一些復(fù)雜煤層的開采作業(yè)也可適用，但其自身的開采效率偏低，要想提高煤礦開采的效率則需借助一些機(jī)械化手段和自動化控制技術(shù)來提高采煤效率。

4結(jié)語

在新時期的社會生產(chǎn)作業(yè)中，對煤礦資源的需求量顯著提升，為了保障社會生產(chǎn)效率，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，需要積極加大對采煤工藝的研究力度。前期所使用的各類采煤工藝優(yōu)勢和弊端并存，為能提高采煤工藝效果，需要結(jié)合煤礦開采的實(shí)際工況對采煤工藝進(jìn)行綜合利用，全面考慮經(jīng)濟(jì)性因素、安全性因素對采煤工藝進(jìn)行科學(xué)選擇，從根本上提升煤礦資源的采出率。

參考文獻(xiàn)：

[1]柴俊清.井下采煤技術(shù)及采煤工藝的選擇[J].石化技術(shù)，2020,27(12):195-196.

[2]劉強(qiáng)，袁飛.不同采煤方法對煤層穩(wěn)定性的影響分析[J].能源與節(jié)能，2020(11):23-24+26.

作者:馮濤 單位:晉能控股煤業(yè)集團(tuán)永定莊煤業(yè)公司生產(chǎn)技術(shù)部