摘   要：由于煤層的自然條件和采用的機(jī)械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在進(jìn)行的順序、時(shí)間和空間上必須有規(guī)律地加以安排和配合。這種在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序的方法及其配合，稱(chēng)為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi)，按照一定的順序完成回采工作各項(xiàng)工序的過(guò)程，稱(chēng)為采煤工藝過(guò)程。

　　關(guān)鍵詞：開(kāi)發(fā)技術(shù),煤炭工藝,煤炭

　　一、煤炭開(kāi)采的主要形式

　　(一)井下采煤

　　井下采煤的順序。對(duì)于傾角10°以上的煤層一般分水平開(kāi)采，每一水平又分為若干采區(qū)，先在第一水平依次開(kāi)采各采區(qū)煤層，采完后再轉(zhuǎn)移至下一水平。開(kāi)采近水平煤層時(shí)，先將煤層劃分為幾個(gè)盤(pán)區(qū)，立井于井田中心到達(dá)煤層后，先采靠近井筒的盤(pán)區(qū)，再采較遠(yuǎn)的盤(pán)區(qū)。如有兩層或兩層以上煤層，先采第一水平最上面煤層，再自上而下采另外煤層，采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。

　　按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機(jī)械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱(chēng)為旱采，后者稱(chēng)為水采，我國(guó)水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長(zhǎng)，一般100～200 m，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的采煤機(jī)械，因而產(chǎn)量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費(fèi)用，主要缺點(diǎn)是回采率低。

　　(二)露天采煤

　　移走煤層上覆的巖石及覆蓋物，使煤敞露地表而進(jìn)行開(kāi)采稱(chēng)為露天開(kāi)采，其中移去土巖的過(guò)程稱(chēng)為剝離，采出煤炭的過(guò)程稱(chēng)為采煤。露天采煤通常將井田劃分為若干水平分層，自上而下逐層開(kāi)采，在空間上形成階梯狀。

　　其主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)：首先用穿孔爆破并用機(jī)械將巖煤預(yù)先松動(dòng)破碎，然后用采掘設(shè)備將巖煤由整體中采出，并裝入運(yùn)輸設(shè)備，運(yùn)往指定地點(diǎn)，將運(yùn)輸設(shè)備中的剝離物按程序排放于堆放場(chǎng);將煤炭卸在洗煤廠或其他卸礦點(diǎn)。

　　主要優(yōu)缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)為生產(chǎn)空間不受限制，可采用大型機(jī)械設(shè)備，礦山規(guī)模大，勞動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低，建設(shè)速度快。另外，資源回采率可達(dá)90%以上，資源利用合理，而且勞動(dòng)條件好，安全有保證，死亡率僅為地下采煤的1/30左右。

　　主要缺點(diǎn)是占用土地多，會(huì)造成一定的環(huán)境污染，而且生產(chǎn)過(guò)程需受地形及氣候條件的制約。在資源方面，對(duì)煤賦存條件要求較嚴(yán)，只宜在埋藏淺，煤層厚度大的礦區(qū)采用。

　　二、采煤方法與工藝

　　在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí)，繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國(guó)特色的采煤工藝?yán)碚�。我�?guó)長(zhǎng)壁采煤方法已趨成熟，放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展，應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高，急傾斜、不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層采煤方法和工藝的研究有很大空間，主要方向是改善作業(yè) 條件，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平。

　　(一)開(kāi)采技術(shù)

　　開(kāi)發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開(kāi)采技術(shù)。以 提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開(kāi)發(fā)各種條件下 的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡(jiǎn)單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開(kāi)采布置，生產(chǎn)過(guò) 程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開(kāi)采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

　　(二)解決難題

　　開(kāi)發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開(kāi)采成套技術(shù)”，主要解決以下技術(shù)難題。

　　硬頂板控制技術(shù)，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過(guò)巖層定向水力 壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本 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(chǎn)。

　　硬厚頂煤控制技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù)，包括高壓 注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù)，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。

　　頂煤冒放性差、塊度大的綜放開(kāi)采成套設(shè)備配套技術(shù)，研制既有利于頂煤破碎和頂板控制， 又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機(jī)能力。

　　兩硬條件下放頂煤開(kāi)采快速推進(jìn)技術(shù)，研究合適的綜放開(kāi)采回采工藝，優(yōu)化工序，縮短放煤 時(shí)間，提高工作面的推進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。5～5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，通過(guò)寬煤巷錨 桿支護(hù)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化，有助于連續(xù)采煤機(jī) 的應(yīng)用，促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。

　　(三)緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采

　　主要研究開(kāi)發(fā)：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī) 、刨煤機(jī);研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架;研究開(kāi)發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開(kāi)采技術(shù)。

　　(四)緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁綜采

　　應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加 強(qiáng) 支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開(kāi)裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。

　　(五)各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)

　　要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，就要提高開(kāi)機(jī)率，對(duì)“支架—圍巖”系統(tǒng)、采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是：通過(guò)電液控制閥組操縱支架和改善“支架—圍巖”系統(tǒng)控制，進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng);乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)診斷;采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油 —磨屑”監(jiān)測(cè)和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測(cè);帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。

　　三、主要的開(kāi)采技術(shù)

　　(一)深礦井開(kāi)采技術(shù)

　　深礦井開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)是：煤層開(kāi)采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等;需要攻關(guān)研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布狀態(tài)的特征;深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化;深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備;深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù);深礦井高產(chǎn)高效開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù);深礦井開(kāi)采熱害治理技術(shù)與裝備。

　　(二)“三下”采煤技術(shù)

　　提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等，深入研究開(kāi)采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表下陷規(guī)律，研究滿(mǎn)足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開(kāi)采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，發(fā)展沉降控制理念和關(guān)鍵技術(shù)，包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng);研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù)，村莊房屋加固改造重建技術(shù)，適于村莊保護(hù)的開(kāi)采技術(shù);研究近水體開(kāi)采的開(kāi)采設(shè)計(jì)，工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備，提出煤炭開(kāi)采與煤炭城市和諧統(tǒng)一的開(kāi)采沉陷控制、開(kāi)采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。

　　(三)優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開(kāi)采技術(shù)

　　改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開(kāi)采布置，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)采效益最大化為目標(biāo)，研究開(kāi)發(fā)煤礦地質(zhì)條件開(kāi)采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專(zhuān)家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)采方法、開(kāi)采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。

　　實(shí)行全煤巷布置單一煤層開(kāi)采，矸石基本不運(yùn)出地面，生產(chǎn)系統(tǒng)要減化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)中采與中掘同走發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井，開(kāi)拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，減化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開(kāi)拓，集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度降低巖巷掘進(jìn)率，多開(kāi)煤巷，減少出矸率;研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù)，既是減少污染的一項(xiàng)有利措施，又減化了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開(kāi)采，應(yīng)加緊研究。

　　采煤方法和工藝的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤炭開(kāi)采各環(huán)節(jié)的變革，現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，研究開(kāi)發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝。