關(guān)鍵詞:采煤工藝,普采, 炮采
采煤簡史
中國是世界上煤炭資最豐富的國家之一,公元前500年,中國就開始利用煤炭作燃料。《天工開物》中就記載了古代煤礦開采技術(shù)。通常情況下是采用手工采煤,開采范圍狹小,靠掘進(jìn)巷道出煤,方法十分落后。采用鉆眼爆破技術(shù)和動力機械采煤出現(xiàn)以后,促進(jìn)了采煤技術(shù)的迅速發(fā)展。20世紀(jì)50年代前中國煤礦主要采用殘柱式和高落式采煤方法,巷道掘進(jìn)量大,產(chǎn)煤量少,通風(fēng)條件惡劣,生產(chǎn)不安全,資源損失多。從50年代起,中國煤礦大部分改用壁式采煤法,獲得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。60年代,長壁回采工作面推廣使用淺截式滾筒采煤機,可彎曲刮板輸送機,配合使用金屬支柱和鉸接頂梁,簡化了采煤工序,提高了工作面產(chǎn)量和效率。70年代,采用自移式液壓支架、大功率采煤機,強力可彎曲刮板輸送機和可伸縮帶式輸送機實現(xiàn)了綜合機械化采煤。80年代,我國采煤機械化進(jìn)入全新的發(fā)展階段,應(yīng)用推廣了連采技術(shù)及裝備。
二、采煤工藝方式
目前,我國采煤工作面有綜采、普采、炮采及連采四種采煤工藝方式。
1、綜采工藝。綜合機械化采煤工藝(簡稱綜采工藝),是指采煤工作面中全部生產(chǎn)工序,如割煤、運煤、工作支護(hù)和采空區(qū)處理等過程。割煤工序包括破煤與裝煤,完成割煤工序的采煤機有滾筒式采煤機和刨煤機兩種類型。滾筒式采煤機又分為單滾筒采煤機和雙滾筒采煤機,為了適應(yīng)采高的變化及煤層頂?shù)装宓钠鸱ǔ2捎每烧{(diào)高雙滾筒采煤機。雙滾筒采煤機無論上行或下行,一般均采用前滾筒在上割頂煤,后滾筒在下割底煤。采煤機滾筒式在割煤的同時利用滾筒的螺旋葉片和滾筒旋轉(zhuǎn)的拋擲作用,把煤直接裝入刮板輸送機,采煤機割煤方式有單向割煤和雙向割煤兩種。運煤,采煤機割下的煤炭并裝入刮板輸送機,從工作面運出后,經(jīng)工作面運輸巷中的橋式轉(zhuǎn)載機,可伸縮帶式輸送機運出綜采工作面,刮板輸送機的運輸能力必須與采煤機的生產(chǎn)能力相匹配,一般情況下,輸送機的 輸送能力略大于采煤機的生產(chǎn)能力。工作面的支護(hù)和采空區(qū)的處理。工作面使用的液壓支架是以高壓液體為動力,自行完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護(hù)幫、前移、推移。刮板輸送機和采空區(qū)處理工序。采空區(qū)有多種處理方法,但大多采用簡單可靠、費用低的全部跨落法處理采空區(qū)。
2、普采工藝。普通機械化采煤工藝(簡稱普采工藝)是指用采煤機同時完成破煤和裝煤工序,機械化運煤,單體支柱支護(hù)工作空間頂板。它與綜采工藝的差別是支護(hù)工序需要人工進(jìn)行。此外,普采工作面機械的功率及能力小于綜采工作面采煤機。因此,這種工藝系統(tǒng)的體力勞動量較大,在枝術(shù)經(jīng)濟(jì)效果及安全程度遠(yuǎn)不及綜采工藝系統(tǒng)好,但適應(yīng)性要比綜采工藝強。普通采面支架布置方式主要有齊梁直線柱和錯梁赴線柱兩種。現(xiàn)場多采用錯梁直線柱布置形式。除少數(shù)頂板完整的普采面可使用帶帽點外,一般均采用單體液壓支柱或靡擦式金屬支柱與金屬頂梁進(jìn)行支護(hù),也可以采用懸(滑)移動支護(hù)。
3、炮采工藝。爆破采煤工藝(簡稱炮采工藝)是指工作面用爆破法落煤、爆破、機械崩及人工裝煤,機械化運煤、單體支柱支護(hù)工作空間頂板的工藝系統(tǒng)。包括破煤、裝煤、運煤、支護(hù)和采空區(qū)處理等工序。此時,裝煤變成一項單獨的工藝,而運煤、支護(hù)和采空區(qū)處與普采工藝基本相同。由于炮采工藝采用的設(shè)備簡單,因而對復(fù)雜的地質(zhì)條件適用性較強。爆破落煤要求爆破進(jìn)度準(zhǔn)確,煤塊破碎均勻,不破壞頂板,不殘留頂?shù)酌海ぷ髅婷罕谄街?,不崩倒支柱和崩翻輸送機,并盡可能減少炸藥及雷管的消耗量。因此,根據(jù)煤層頂?shù)装宸€(wěn)定程度、煤層厚度、硬度裂隙等情況,選擇合理的鉆眼爆破參數(shù),使用煤電鉆進(jìn)行打眼放炮。近年來,為提高爆破效果,提高出塊率,縮短爆破時間,在炮采工作面采用毫秒爆破技術(shù),大大提高了炮采工作面的單產(chǎn)和效率。
4、連采工藝。使用連續(xù)采煤機完成破煤和裝煤,用梭車或可伸縮輸送機運煤,采用錨桿支護(hù)頂板。使用鏟車搬運物料和清理工作面,破、裝、運、支等工藝過程全部實現(xiàn)機械化,這種采煤稱為連續(xù)采煤工藝,簡稱連采工藝。
三、采煤工藝選擇
綜采高效、安全勞動條件好,勞動強度低,設(shè)備昂貴。普采價格低、工作面搬遷容易,是我國采煤發(fā)展的重點。炮采容易,成本低,易操作。但效率低,勞動條件差。連采機械化程度高,安全,但不適宜近距離開幕采,可作為輔助工藝。采煤工藝的選擇,宜基于技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和生產(chǎn)安全三個基本原則。必須堅持安全、經(jīng)濟(jì),煤炭采出率高的原則,并結(jié)合煤層賦存情況,開采技術(shù)條件,設(shè)備供應(yīng)狀況,管理體制等因素進(jìn)行綜合技術(shù)比較后確定。但建立高效、高產(chǎn)、安全的礦井是建設(shè)的核心。由于我國國情和煤田地質(zhì)的復(fù)雜性決定我國必將是幾種采煤工藝方式并存。