前幾日發(fā)布了一篇《盤點山西省11個地級市668座“煤礦智能化采煤”的建設成果》的文章，里面著重講了關于“智能化采煤”的意義、發(fā)展現狀以及對普通煤礦工人的好處。但由于文章篇幅原因，沒有對我國之前的采煤工藝做講解，所以“智能化采煤”有點像空中樓閣，不容易理解。

　　今天針對這個話題，筆者針對我國煤礦工人所經歷過的采煤工藝做個盤點分析：

我國采煤工藝的歷史沿革

　　我國的煤礦分為露天礦和井工礦，井工礦占絕大部分，所以就以井工礦為例。要想搞清井工煤礦采煤的工藝，首先要了解井工煤礦開采的幾個重要環(huán)節(jié)：

　　1.破煤：將煤炭從巖體中剝離的過程。

　　2.裝煤：將剝離的煤炭裝入可連續(xù)機械化運載設備的過程。

　　3.運煤：將裝入的煤炭運輸到地面的過程。

　　4.支護：為避免煤炭剝離過程中造成上方巖體的垮塌，威脅采煤機械和煤礦工人安全，而采取的防護過程。

　　5.采空區(qū)處理：煤炭從巖體中剝離后，原有的地壓平衡被破壞，采取人為的填充矸石、混凝土、爆破采空區(qū)上方的巖石，從而使地壓重新達到新的平衡過程。

　　所以我國井工煤礦的采煤工藝，一直都是圍繞這五個環(huán)節(jié)進行迭代升級的。

第一代：炮采法。

使用年代和場合：上世紀50~60年代，人力開采。多采用柱室法采煤，通俗的說就是打洞，這樣可以降低開采難度，缺點就是回采率低，要留下大量的煤柱作為支撐。

　?。?）破煤：利用風動、或電動的鉆眼機械在煤炭中鉆孔，裝入炸藥，爆破落煤。

（2）裝煤：人工將爆破落下的煤炭裝入小礦車內。

　?。?）運煤：架線小電車、小型卷揚機。

　?。?）支護：掌子面采用圓木柱、金屬摩擦支柱支撐。

　?。?）采空區(qū)：采空區(qū)基本不做處理，任由上方的巖石自由垮落。

　　煤礦工人的工作環(huán)境：

　　首先是是空氣：因為爆破要產生大量的粉塵和有害氣體，由于沒有有效的防塵、治塵措施，煤礦工人還要進行大量的重苦力勞動，體力支出非常大，為了不影響呼吸，那時候的煤礦工人基本不戴口罩，嫌喘不上氣，只能任由煤炭粉塵進入肺部。

　　其次是體力方面：由于所以工藝幾乎都是靠人工，那時候的煤礦工人勞動強度非常大，也沒有普遍實行班中餐制度，煤礦工人只是休息時靠吃些干糧充饑。加上支護設備的簡陋，煤礦工人隨時有受傷的危險。

第二代：普通采煤法。

使用年代和場合：上世紀70~80年代，部分機械化開采。

　?。?）破煤、（2裝煤）：隨著液壓技術的成熟，給采煤機械的升級提供了技術基礎，國有煤礦已開始采用液壓單滾筒采煤機，將破煤、裝煤兩個環(huán)節(jié)合并成一個過程，這時的采煤效率較之前的人工爆破采煤已有了大幅度的提升。

　?。?）運煤：已出現連續(xù)運轉的小型刮板運輸機和滾筒式皮帶機。

　?。?）支護：采用液壓單體支柱和金屬鉸接梁，雖然還是靠人工但比之前，支護強度和安裝、回收過程已有了明顯改善。

　　煤礦工人的工作環(huán)境：

　　雖然較上個時期雖然減少了爆破環(huán)節(jié)，破煤、裝煤工藝也有了改善，但煤礦工人的工作環(huán)境依舊很差，勞動強度還是很高，煤礦工人還是有隨時受傷的危險。尤其是支護環(huán)節(jié)仍舊是靠人力搬運、拖動重達100~200kg的鐵柱子，因為是利用乳化油和水混合的液體作為支撐單體支柱的介質，所以工作服和手套總是濕乎乎的。

第三代：綜合機械化采煤法。

　　使用年代和場合：上世紀90~本世紀00年代以后，基本實現機械化開采。

　?。?）破煤（2）裝煤:采用電牽引雙滾筒采煤機，破煤、裝煤一氣呵成，采煤效率有了質的飛躍，個別優(yōu)質采煤隊單個采煤工作面每年能采煤100萬噸。并且在采煤機破煤的旋轉滾筒上內設了增壓噴霧，形成了一道強大的水幕，可以有效的控制了粉塵的傳播。

　?。?）運煤：已出現了刮板運輸機、破碎機、刮板轉載機的轉運設備，可以將采煤機裝入的煤炭連續(xù)化的從煤礦井下運出地面煤倉。

　?。?）支護：采用綜合液壓支架，具有配合采煤機裝煤，推動運輸機前進，通過操作控制手把，操縱液壓油缸使液壓支架自由伸縮、前進、后退。之前我國的采煤工作面大多都是2米以下的低煤層，由于液壓支架的出現，對巖石有了強有力的支撐，通過液壓支架后部開天窗，底部加設后部刮板運輸機，我國可以開采煤層達6~12米之間的煤層，大大的提升了采煤的效率。

　　液壓支架的上部、后部都有鋼板覆蓋，煤礦工人在下部操縱機械，煤礦工人的安全得到了質的提升。液壓支架的頂部都設有移架自動噴霧，有效的控制粉塵，大大的改善了煤礦工人的作業(yè)環(huán)境。

　?。?）采空區(qū)處理：由于工藝出現了重要突破，有液壓支架的保護，為了提高回采率和巷道的復用率以及礦區(qū)地面沉陷，采空區(qū)也要進行處理，發(fā)展出了沿空留巷、爆破放頂、采空區(qū)矸石回填等處理方法。

煤礦工人的工作環(huán)境：

　　這個時期的采煤工藝是當今我國依然主流的采煤工藝，煤礦工人無論從勞動強度、工作環(huán)境、自身安全都有了跨時代的進步。隨著職業(yè)健康的推廣，采煤工藝里煤層注水、瓦斯預抽、防塵、降塵等措施也成了采煤工藝的重要組成部分；機械化程度高煤礦工人也不需要大量人工體力的支出，煤礦工人在采煤工作面也都帶起了防護口罩，已避免粉塵吸入肺部。并且隨著“班中餐”制度的推行，煤礦工人在井下也能吃上了由地面送入井下的飯菜，有條件的礦井在井下設置飯菜加熱的裝置。

　　可以說這個時代是機械化開采的鼎盛時期，部分先進礦井已裝備上可自動化開采的控制系統(tǒng)，通過安裝傳感器、計算機輔助控制、記錄操作的軌跡來實現自動化開采，但煤礦工人的數量只是略微減少，大量的煤礦工人作業(yè)仍舊需要在一線的采煤工作面。

第四代：智能化采煤法。

　　“智能化采煤“這個高大上的名詞，通俗的說：“就是在破煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理的上，主要還是沿用上一代的采煤工藝。

不同的是給每個采煤機械裝上一個智慧的電腦。使采煤機、刮板輸送機、液壓支架通過工作面視頻和各類傳感器，將數據通過物聯(lián)網傳回主控室。主控室對采集的數據進行云計算和人工智能分析，給出作業(yè)決策，再發(fā)出作業(yè)指令。從而實現工作面落煤(截割或放頂煤)、裝煤、運煤、支護作業(yè)的自適應和工序協(xié)同控制的開采方式。

　　煤礦工人環(huán)境：

　　智能化采煤對于普通煤礦工人來說，受益最大的就是勞動環(huán)境的改善，不用長時間傳統(tǒng)的在采煤工作面作業(yè)，不用受到巖石冒落、采煤粉塵、沖擊地壓、等有害氣體的威脅。作業(yè)時大部分時間在井下的主要控制室操作，只要少量檢修時間需要去工作面巡檢。

后記

　　隨著”華為煤礦軍團“的加入，我國智能化采煤有了強有力的技術支撐，2021年煤礦智能化在我國的采煤大省也遍地開花，走在前沿的有國家能源集團的神東煤炭集團、山東能源集團、山西焦煤集團、晉能控股集團、華陽新材料集團。

　　值得一提的是山西省在“智慧礦山”、“智能化采煤”方面，這回總算走在了全國的前列。由山西省人民政府、華為技術有限公司、晉能控股集團有限公司、山西云時代技術有限公司聯(lián)合成立的智能礦山創(chuàng)新實驗室的揭牌運行，科研創(chuàng)新人工智能計算中心已成為全國煤炭行業(yè)之首。晉能控股與華為等公司強強聯(lián)手將著力在全省乃至全國范圍內打造AI科研、AI數字經濟和產業(yè)生態(tài)的標桿，‘山西方案’‘晉控模式’將為全國煤炭行業(yè)智能化轉型的行業(yè)標準。

　　截止2021年10月30日，在山西省能源局網站上能查到已通過驗收的智能化采煤工作面已有38個。相信在不久的未來，煤礦工人的傳統(tǒng)印象“滿臉黑、露白牙”，也會逐漸消失在人們的實現中。

　　最后引用任正非的一句話“讓煤礦工人可以穿西裝打領帶上班“作為結束語。我們也期待這一天早點到來，讓全天下的煤礦工人早日從陰暗、潮濕、充滿粉塵的環(huán)境中解脫出來。