历数我国煤矿工人所经历的四代煤炭采煤工艺

我国采煤工艺的历史沿革

我国的煤矿分为露天矿和井工矿，井工矿占绝大部分，所以就以井工矿为例。要想搞清井工煤矿采煤的工艺，首先要了解井工煤矿开采的几个重要环节：

1、破煤：将煤炭从岩体中剥离的过程。

2、装煤：将剥离的煤炭装入可连续机械化运载设备的过程。

3、运煤：将装入的煤炭运输到地面的过程。

4、支护：为避免煤炭剥离过程中造成上方岩体的垮塌，威胁采煤机械和煤矿工人安全，而采取的防护过程。

5、采空区处理：煤炭从岩体中剥离后，原有的地压平衡被破坏，采取人为的填充矸石、混凝土、爆破采空区上方的岩石，从而使地压重新达到新的平衡过程。

所以我国井工煤矿的采煤工艺，一直都是围绕这五个环节进行迭代升级的。

 

**代：炮采法。

使用年代和场合：上世纪50~60年代，人力开采。多采用柱室法采煤，通俗的说就是打洞，这样可以降低开采难度，缺点就是回采率低，要留下大量的煤柱作为支撑。

 

1、破煤：将煤炭从岩体中剥离的过程。

2、装煤：人工将爆破落下的煤炭装入小矿车内。

3、运煤：架线小电车、小型卷扬机。

4、支护：掌子面采用圆木柱、金属摩擦支柱支撑。

5、采空区：采空区基本不做处理，任由上方的岩石自由垮落。

 

煤矿工人的工作环境：

首先是是空气：因为爆破要产生大量的粉尘和有害气体，由于没有有效的防尘、治尘措施，煤矿工人还要进行大量的重苦力劳动，体力支出非常大，为了不影响呼吸，那时候的煤矿工人基本不戴口罩，嫌喘不上气，只能任由煤炭粉尘进入肺部。

其次是体力方面：由于所以工艺几乎都是靠人工，那时候的煤矿工人劳动强度非常大，也没有普遍实行班中餐制度，煤矿工人只是休息时靠吃些干粮充饥。加上支护设备的简陋，煤矿工人随时有受伤的危险。

 

第二代：普通采煤法。

使用年代和场合：上世纪70~80年代，部分机械化开采。

1、破煤：将煤炭从岩体中剥离的过程。

2、装煤：随着液压技术的成熟，给采煤机械的升级提供了技术基础，国有煤矿已开始采用液压单滚筒采煤机，将破煤、装煤两个环节合并成一个过程，这时的采煤效率较之前的人工爆破采煤已有了大幅度的提升。

2、运煤：已出现连续运转的小型刮板运输机和滚筒式皮带机。

3、支护：采用液压单体支柱和金属铰接梁，虽然还是靠人工但比之前，支护强度和安装、回收过程已有了明显改善。

 

煤矿工人的工作环境：

虽然较上个时期虽然减少了爆破环节，破煤、装煤工艺也有了改善，但煤矿工人的工作环境依旧很差，劳动强度还是很高，煤矿工人还是有随时受伤的危险。尤其是支护环节仍旧是靠人力搬运、拖动重达100~200kg的铁柱子，因为是利用乳化油和水混合的液体作为支撑单体支柱的介质，所以工作服和手套总是湿乎乎的。

 

第三代：综合机械化采煤法。

使用年代和场合：上世纪90~本世纪00年代以后，基本实现机械化开采。

 

1、破煤：用人工、机械、爆破、水力等方式将煤从煤壁分离下来的作业。

2、装煤：采用电牵引双滚筒采煤机，破煤、装煤一气呵成，采煤效率有了质的飞跃，个别优质采煤队单个采煤工作面每年能采煤100万吨。并且在采煤机破煤的旋转滚筒上内设了增压喷雾，形成了一道强大的水幕，可以有效的控制了粉尘的传播。

3、运煤：已出现了刮板运输机、破碎机、刮板转载机的转运设备，可以将采煤机装入的煤炭连续化的从煤矿井下运出地面煤仓。

4、支护：采用综合液压支架，具有配合采煤机装煤，推动运输机前进，通过操作控制手把，操纵液压油缸使液压支架自由伸缩、前进、后退。之前我国的采煤工作面大多都是2米以下的低煤层，由于液压支架的出现，对岩石有了强有力的支撑，通过液压支架后部开天窗，底部加设后部刮板运输机，我国可以开采煤层达6~12米之间的煤层，大大的提升了采煤的效率。

液压支架的上部、后部都有钢板覆盖，煤矿工人在下部操纵机械，煤矿工人的安全得到了质的提升。液压支架的顶部都设有移架自动喷雾，有效的控制粉尘，大大的改善了煤矿工人的作业环境。

5、采空区处理：由于工艺出现了重要突破，有液压支架的保护，为了提高回采率和巷道的复用率以及矿区地面沉陷，采空区也要进行处理，发展出了沿空留巷、爆破放顶、采空区矸石回填等处理方法。

 

煤矿工人的工作环境：

这个时期的采煤工艺是当今我国依然主流的采煤工艺，煤矿工人无论从劳动强度、工作环境、自身安全都有了跨时代的进步。随着职业健康的推广，采煤工艺里煤层注水、瓦斯预抽、防尘、降尘等措施也成了采煤工艺的重要组成部分；机械化程度高煤矿工人也不需要大量人工体力的支出，煤矿工人在采煤工作面也都带起了防护口罩，已避免粉尘吸入肺部。并且随着“班中餐”制度的推行，煤矿工人在井下也能吃上了由地面送入井下的饭菜，有条件的矿井在井下设置饭菜加热的装置。

可以说这个时代是机械化开采的鼎盛时期，部分先进矿井已装备上可自动化开采的控制系统，通过安装传感器、计算机辅助控制、记录操作的轨迹来实现自动化开采，但煤矿工人的数量只是略微减少，大量的煤矿工人作业仍旧需要在一线的采煤工作面。

 

第四代：智能化采煤法。

“智能化采煤“这个高大上的名词，通俗的说：“就是在破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理的上，主要还是沿用上一代的采煤工艺。

不同的是给每个采煤机械装上一个智慧的电脑。使采煤机、刮板输送机、液压支架通过工作面视频和各类传感器，将数据通过物联网传回主控室。主控室对采集的数据进行云计算和人工智能分析，给出作业决策，再发出作业指令。从而实现工作面落煤(截割或放顶煤)、装煤、运煤、支护作业的自适应和工序协同控制的开采方式。

 

煤矿工人环境：

智能化采煤对于普通煤矿工人来说，受益大的就是劳动环境的改善，不用长时间传统的在采煤工作面作业，不用受到岩石冒落、采煤粉尘、冲击地压、等有害气体的威胁。作业时大部分时间在井下的主要控制室操作，只要少量检修时间需要去工作面巡检。

 

后记

随着”华为煤矿军团“的加入，我国智能化采煤有了强有力的技术支撑，2021年煤矿智能化在我国的采煤大省也遍地开花，走在前沿的有国家能源集团的神东煤炭集团、山东能源集团、山西焦煤集团、晋能控股集团、华阳新材料集团。

值得一提的是山西省在“智慧矿山”、“智能化采煤”方面，这回总算走在了**的前列。由山西省人民政府、华为技术有限公司、晋能控股集团有限公司、山西云时代技术有限公司联合成立的智能矿山创新实验室的揭牌运行，科研创新人工智能计算中心已成为**煤炭行业之首。晋能控股与华为等公司强强联手将着力在**乃至**范围内打造AI科研、AI数字经济和产业生态的标杆，‘山西方案’‘晋控模式’将为**煤炭行业智能化转型的行业标准。

截止2021年10月30日，在山西省能源局网站上能查到已通过验收的智能化采煤工作面已有38个。相信在不久的未来，煤矿工人的传统印象“满脸黑、露白牙”，也会逐渐消失在人们的实现中。

来源：智慧矿山

 

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