標準煤礦開采作業(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，為達成這研究目標，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)濟性和采出率的基礎(chǔ)上，根據(jù)各類采煤工藝的工藝特點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。為了達成高效開采的目標，需要對采煤工藝的科學(xué)選擇方法進行有效研究。
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完成破煤作業(yè)，同時利用機械裝煤，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，在一些資金實力較強的煤礦企業(yè)中較為常用。
1.2炮采工藝
炮采的工藝流程如圖1所示，炮采工藝實際上就是借助炸藥爆破威力來破除結(jié)構(gòu)層進行煤礦開采的方式。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，只有資金實力雄厚的采煤企業(yè)才能利用綜采工藝進行煤礦開采。
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?，F(xiàn)階段已經(jīng)將安全性作為煤礦開采過程中需要關(guān)注的重點內(nèi)容。為了保障煤礦開采作業(yè)的安全進行，在進行開采技術(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，瓦斯超標的問題是危害煤礦生產(chǎn)安全的關(guān)鍵性問題，瓦斯超標現(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)濟性因素
煤礦企業(yè)通常是將經(jīng)濟效益作為主要的生產(chǎn)和經(jīng)營目標。為此，選擇采煤工藝時也會綜合考慮經(jīng)濟性因素，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。目前來看，綜采工藝的工藝特點和適用范圍與大型煤礦的煤層分布特點相符，其機械化程度較高，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，促進社會經(jīng)濟的可持續(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)合煤礦開采的實際工況對采煤工藝進行綜合利用，全面考慮經(jīng)濟性因素、安全性因素對采煤工藝進行科學(xué)選擇，從根本上提升煤礦資源的采出率。
參考文獻：
[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，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)集團永定莊煤業(yè)公司生產(chǎn)技術(shù)部
