第二节 采煤 一、采煤方法
鹤岗矿区的采煤方法，从原始的挖坑掏洞、高落残柱发展到走向长壁倾斜分层人工假顶全部陷落后退式采煤法，先后不下20余种。开采方式，从1918年（民国7年）到1930年（民国19年）的13年间，主要是露天开采。1931年（民国20年）“九·一八”事变后，日本侵略者在鹤岗矿山开始是采用小露天开采。于1933年（伪大同2年）11月开始在兴山五槽露天内开了第一个斜井（后来称老五槽斜井）。从此揭开了鹤岗矿区用斜井开采的历史。1944年（伪康德11年），共有33个斜井，4个露天，近500个采掘场子。采煤方法，主要是掠夺性的高落、残柱式。这种采煤方法，回采率只有25～30％，造成资源大量损失，安全生产毫无保障，只能适应日本侵略者要煤不要人的需要。
上图：沦陷时期鹤岗煤矿井下作业。下图：沦陷时期鹤岗煤矿运煤铁路6—3
1945年抗日战争胜利。同年12月1日鹤岗矿务局成立，主要任务是对日本侵略者逃跑时破坏的矿山进行恢复工作，因此，采煤方法，基本是沿用旧有的高落式采煤法。
1948年（民国37年）2月，东北第二次煤矿会议作出改进采煤方法的决定以后，鹤岗矿务局立即将高落式采煤法改为长壁后退高落式采煤法。1950年开始试验厚煤层分层唇退式采煤法和两段（三段）同时拂采煤法，用矸石带管理顶板和维护运输及回风平巷。1951年又进一步学习苏联新采煤法，把带状充填改为全部陷落，同时试验倾斜分层人工假顶（木板和金属网）和水砂充填采煤法，并开始使用截煤机掏槽。这次采煤方法的改革，不仅增大了工作面长度（平均45米），加强了顶板管理，同时提高了回采率，由原来30％以下，提高到50～60％，全员效率达到0.714吨／工，比东北沦陷时期最好水平0.51吨／工提高40％，而且矿工在井下作业的条件也有厂改善。
“一五”期间（1953—1957年）主要改革了两段同时拂和分层同时拂采煤法，推广了走向长壁代假顶分层陷落法，以及走向长壁（上行及下行）水砂充填采煤法。实行水砂充填采煤法后，产量迅速上升。这一时期，走向长壁人工假顶分层陷落法也相应增加，全局1957年回采工作面平均为53.01个，其中上述两种采煤法占50％以上。“二五”期间（1958—1962年），进行了第二次采煤方法改革，在原有采煤方法的基础上，从1958年开始，各矿最早试验的是水力采煤法，即利用高压水枪落煤。兴山煤矿首先把六井改为水采井，在八井试验水力提升，其他各矿也都相继试验水采。除水采外，各矿还试验了铆栓支架厚煤层整层回栗法、掩护支架采煤法、无人工作面、刀柱式采煤法、三角架采煤法等30多种。由于这些采煤法多从主观愿望出发，缺乏科学依据，忽视客观条件，结果均未成功，到1961年全部停止。只有走向长壁倾斜分层人工假顶全部陷落后退式采煤法立于不败之地，并给机械化采煤创造了有利条件。“三五”期间，柞条假顶得到了充分发展。其他如水砂充填采煤法、残柱采煤法等逐年下降。“四五”时期特别是“五五”时期以后，水砂充填、残柱式采煤法已被禁止。进入80年代，厚煤层开采几乎完全采用金属网假顶采煤法。
鹤岗矿务局经历了上述两次采煤方法的改革之后，取得了明显效果，使回采工作面长度增加了。1957年工作面平均长度为80米，1980年增加到100米，单产由5400吨提高到13074吨，回采率由69％提高到77.1％。其他主要技术指标，据1980年统计：回采产量9548178吨，回采工效率4.354吨／工，回采坑木消耗98立方米／万吨，回采火药消耗2120公斤／万吨，均创历史新水平。
二、回采工艺
鹤岗煤田开发初期，回采工艺极为简单，手刨镐落煤，人力装布袋把煤背到井上，完全靠笨重的体力劳动来完成采、装、运的全部工艺过程，这是一种最原始的开采方法。但当时已开始使用木支架维持巷道和简易的送道方法。
东北沦陷时期，开采方法已从露天开采改为井下开采为主，井下采用高落式，打眼放炮，人力攉煤，工作面用笨溜子自动滑下或V型电溜子运输，平巷用卡机，绞车道斜巷用绞车提升。改变了过去那种完全靠人工体力操作的回采工艺。但由于日本侵略者在矿山搞野蛮的掠夺采煤，打眼、放炮、攉煤等工艺，均需在冒顶区内进行，矿工的生命安全毫无保障。
新中国成立前后进行了采煤方法改革，把日伪时期遗留下来的高落式采煤法立即废止，采用推广新采煤法。回采工艺也由炮采发展到机械化采煤，完全解放了过去回采工艺的笨重体力劳动，实现了采、装、支、运全部机械化。
（一）炮采工艺单一长壁工艺流程：打眼装药放绝一攉煤移溜一支架一回柱放顶。
分层长壁人工假顶工艺流程：打眼装药放炮一攉煤移溜一支架一铺设假顶一回柱放顶。
1.打眼装药放炮。是炮采工作面第一道工序。打眼使用电钻，有两种类型：一种是苏制电钻（俗称毛头），这种电钻体重、速度慢、需两人操作；另一种电钻是国产ME—12型手电钻，体轻、速度快，只要一人操作，方便好使。火药使用局十三厂产铵梯炸药，引爆使用瞬发电雷管和秒延期电雷管。
2.攉煤移溜。攉煤主要靠人力，移溜在50～60年代需分解移设，费时费力，70年代后，由于使用了可弯曲（双链）刮板运输机，可整体推移，后来，在可弯曲溜子上，配有液压千斤顶装置，只需搬动液压开关，溜子即会自动向前移动。
3.支架。分木支架和金属支架。金属支架又分定型金属支架、摩擦金属支架和单体或整体液压支架等，支架形式根据采煤方法、顶板性质和管理进行选用。
4.铺设假顶。假顶材料有金属网、木板、竹笆、柞条4种。其中金属网和柞条尚在使用，竹笆和木板由于材料来源及运输问题，已不再使用。
5.回柱放顶。是回采工作面正规循环作业最后一道工序。回柱放顶的好坏，直接影响工作面的安全生产。
回柱分人工回柱和机械回柱。机械回柱使用撤柱器具有省人、省力、安全的优点，但回柱速度慢，不能分段作业，影响多循环作业，长工作面尤为突出。
放顶打挑顶眼有专用风钻，中空六角钢钎杆，十字形合金钎头。因风钻干打眼，需人扛风钻，体力消耗也大，后改用专为挑顶用的电钻（挑顶机），减少了浮游岩石，加快了打眼进度，有利生产和工人健康，现在各矿普遍使用挑顶机打眼。
（二）机采212艺 机采工艺分普采和综采，由于工作面使用的采机和支架形式不同，回采工艺也随之区别。
1.普采工艺。接班→网上铺柞条棍→回柱放顶→机组上行割顶煤→追机挂梁→下行割底煤→追机移溜→铺金属网→给柱→交班。
普采使用国产MLQ1—80型机组，金属摩擦支柱。高档普采使用国产MLQ3—100型机组，单体液压支柱。
2.综采工艺。开缺口→挂网→割煤→拉架→推溜。
（1）开缺口。指工作面上下头机组不易截割的煤帮，长15米，宽2米，提前一刀进行，可为上下头安全出口，上下缺口，通常用打眼放炮，由专业队伍进行这项工作。
（2）挂顶网。即把网铺挂在支架之上顶板之下。
（3）割煤。引进的机组分别在南山、富力、兴安和峻德等矿使用。机组进刀方式，采取斜切进刀，即下割煤时，采机割到下头终点，空机返上到20至30米处，把溜子头推到下刀位置，采机此刻下行斜切进刀，当斜切至足够截深时，停止切割。这时，运输机从弯曲段开始上行推溜，这样就完成了进刀。采机上行割煤时的进刀方式与下行进刀相同。照此上下割煤，前方滚筒割顶煤，后方滚筒割底煤，大部分煤落在滚筒的旋转叶上将煤转运到工作面运输机上，剩余少量煤炭，在推溜时利用铲煤板挤入运输机上，将煤全部运出工作面。
（4）拉架推溜。采煤机割完煤后，要及时拉架。拉架方式由下往上单向分段追机进行。拉架时距采机上行割煤时不得超过10米，同时随机推溜，推溜距采机不得小于15米，弯曲度不得超过3度，采机下行割煤时，只拉架不推溜子，拉架距采机不超过5米，待采机割煤到下头终点，空机返上20～25米位置，推过溜子头，采机插完帮后，方可由下往上推溜。
三、顶板管理
顶板管理，是根据不同的顶板岩石性质，开采后使工作面顶板可持平衡状态，防止顶板冒落所采取的支护措施，达到安全生产的目的。
顶板管理，曾采用过全部陷落法、充填法、刀柱法和缓慢下沉法等4种。
（一）全部陷落法。即随着采煤的前进达到最大控顶距之后，除保留最小控顶距离范围内的支架之外，其余支架全部拆除，让顶板自然垮落（即回柱放顶），垮落下来的矸石，自行充填在采空区内。这种管理顶板方法始于1950年，直到现在凡属正规回采的采煤场子都采用这种方法管理顶板。
（二）充填怯。分全部充填法和部分充填法。所谓全部充填法，即由地面或井下采集充填材料（如砂子或矸石），把采空区全部充填起来，用以支撑顶板，不使其破坏垮落。这种方法在60年代最为盛行，如南山、大陆一井、兴安台、兴山、东山等煤矿都有水砂充填场子。局部充填法即将充填材料局部的充填采空区，材料用挑高落冒下来的岩石砌成岩石带，借以支撑顶板，也叫带状充填。这种充填法，新中国成立初期实行二段同时拂采煤后普遍采用。
（三）刀柱法。即工作面推进到规定的跨度之后，停止开帮，保留一定煤柱，另送切眼，重开工作面。这种方法，多用于顶板较好的单一煤层中。其中以“大跃进”期间采用刀柱采煤法最多，全局有8、9个刀柱式工作面。
（四）缓慢下沉法。即采过的空间回柱后，顶板岩石不冒落，但能挠曲下沉，利用其顶板本身的特性，任其自行弯曲缓慢下沉，直至把采空区闭合。这种方法在各矿薄煤层中均采用此法。
以上几种顶板管理方法，在近几十年的实践中，在各个煤层开采中，发挥过不同的作用，其中最好的是全部陷落法，在所有煤层中都能采用，既使在坚硬的顶板条件下，也能通过加强支护实行人工挑顶，达到顶板冒落的目的。其他如充填法、刀柱法、缓慢下沉法等已不再采用。
四、采煤机械
（一）采煤机
1.截煤机。截煤机使用始于1950年，效能4243吨／台／月。到了1955年，效能5393吨／台／月。在推广截煤机掏槽期间，对截煤机截盘、上架等进行了一些技术改革，使截盘增加到2米长，加大了一次进度，提高了循环产量。截煤机由原在机道贴底板爬行工作，改在特制的架子上沿工作面溜子滑行工作，缩小了空顶距离，减少攉煤粉工序。掏槽后煤帮下沉，和放炮后顶板暴露面积大，容易造成冒顶，加之仍需用人力攉煤，截煤机于1969年被苏联的顿巴斯联合采煤机（康拜因）所取代。
2、联合采煤机（康拜因）。1955年在南山矿推广苏联顿巴斯联合采煤机（康拜因）。康拜因工作时，实现采、装、运全部机械化，不再打眼放炮，也不用人力攉煤，节约火药，降低成本，提高了效率。从1955年9月在南山矿使用第一台开始到1959年发展到23.73台，使用12.79台，每台效能4365吨／台／月。1960年效能高达10250吨／台／月，1965年效能又提到11737吨／台／月。经实践，康拜因对煤层倾角在0～25度，煤厚1.1～1.6米，煤质中硬工作面长100～150米的煤层较为合适。不适于厚度及坡度变化较大的煤层开采。不利于顶板管理。在1964年对康拜因进行了改装。
3.改装机组（土机组）。改装机组又叫“土机组”，即将康拜因的框形截盘，改装成固定的滚筒截盘，用煤犁代替装煤部，机组在特制的机架上，沿工作面溜子滑行工作。试验结果：因结构较前简单，故障减少，并有利于顶板管理。1965年投入生产，效能达到15389吨／台／月。后因机组各部不配套，设备能力和适应条件都不能满足生产不断发展的需要，于1969年终被国产MLQ—64型机组所代替。
4.国产MLQ—64型机组，属浅截式单滚筒与弯曲溜子配套的机采设备。1965年在兴安煤矿使用，当时平均日产达600～700吨，效能好于土机组。1971年国产MLQ—80型机组使用推广。使采煤机械化程度由1975年的16.65％上升到1980年的40.03％，滚筒机组由1975年的14台发展到1980年的46台，使全局机械化采煤无论在数量或质量上都向前迈进了一大步。
5.综采机组。综采（综合机械化采煤）机组，是目前国际采煤机械化的先进设备。1975年到1985年间共引进国外综采成套设备15套，其中有两套是由我国郑州和平顶山煤机厂制造的液压支架配套组成，这15套设备分别装备在南山、兴安、富力、峻德4个煤矿。
（二）运输机
1.笨溜子。笨溜子是最早而且最简单的工作面运输设备。这种笨溜子适用于倾斜在20度以上的自动滑下工作面。在建局初期曾在许多工作面使用。现在除短距离的溜煤眼、溜煤下山、上山煤巷掘进等使用外，一般正规的回采工作面已不再采用。
2.V型溜子（俗称电溜子）。这种溜子，在新中国成立初期各矿都普遍使用。运输能力每小时30吨，机头根据工作面坡度大小，设在上头或下头。爆破后可以分段作业，适用于不能自动滑下倾斜度小的工作面，安装和构造也较简单。但运输能力小，溜子本身无紧链装置，经常出现因链松而拉不动煤现象（俗语“链子打枪”），安装拆卸费时费力。因此这种溜子50年代后期就被淘汰了。
3.CKP—11型刮板运输机。这种运输机，电机功率11千瓦，链速0.52米／秒，运输长度水平70～100米，运输能力30～60吨／时。运输能力比V型溜子增加一倍，放炮后可以进行分段作业，有利循环。
4.SGB—208型刮板运输机。运输能力100吨／时，水平长度120米，链速0.64米／秒，功率22千瓦。
5.SCVV——22型（可弯曲）刮板运输机。运输能力60吨／时，水平长度100米，链速0.74米／秒，功率22千瓦。
6.CTP—30型刮板运输机。运输能力100～150吨／时，水平长度100米，链速0.34～0.51米／秒，功率20.5和29千瓦。
7.SGW—40型刮板运输机。运输能力150吨／时，水平长度100米，链速0.85米／秒，功率40千瓦。
8.SGW—44型刮板运输机。运输能力150吨／吨／时，水平长度120米，链速0.8米／秒，功率22×2千瓦。这种运输机与40型略同，唯水平运输长度由100米增加到120米，单台电机改为双台电机，有利于长工作面运输。
9.SGW—80型刮板运输机。运输能力200吨／时，水平长度160米，链速0.85米／秒，功率40×2千瓦。这种刮板运输机是专为机采工作面设计和制造的。随着采煤技术的不断改进和提高，工作面逐年延长，机采工作面均在150米左右。因此，80型运输机在机采工作面广为采用。
10.GS—120型刮板运输机。运输能力150吨／吨／时，水平长度200米，链速0.836米／秒，功率30×4千瓦。这种运输机也是机组的配套设备。马力大，机头机尾两边均装有30千瓦电动机1台，是200米上下机采长工作面适用的运输设备。由于安装和运输比较复杂，在长工作面使用为宜。
11.SGW—150型刮板运输机。运输能力250吨／时，水平长度200米，链速0.86米／秒，功率75×2千瓦。这种运输设备功率大、能力强、运输长度长，是目前普采工作面最大的运输设备。
（三）金属支架
1.金属摩擦支架。从1963年实行坑木代用，大搞支护钢铁化时开始使用。当时由于缺乏对金属支架的管理经验，结果丢失严重，1975年丢失率高达54.7‰，迫使中断推广。1976年进行整顿，提高了操作和管理水平，1977年丢失率下降到4.2‰，1980年降到2.37‰。从1978年开始普及金属支柱和铰接顶梁配套使用后，金属支架工作面由l973年的6个发展到1978年的31个，1980年上升到54个，所有机械化重点场子全部实现了支护钢铁化。
2.液压金属支架。内注式液压金属支架，是60年代兴安煤矿首次引进苏式的液压支架，由于支架结构复杂、检修困难，而且缺乏配件现已停止使用。外注式液压金属支架，是1984年的国产液压支架，首先在富力煤矿二七九高档工作面使用，随后还有二五五、二三五、二一六等高档工作面均配上外注式液压支架，效果均优。
整体液压金属支架，是综采的主要配套设备，分垛式、节式、掩护式和支撑掩护式4种。
垛式支架，是1977年首次引进英国的第一套支架设备，在南山煤矿九。三工作面使用。
节式支架，是1979年引进波兰的综采成套设备，开始在兴安煤矿综采一队工作面使用。
掩护式支架，是1980年引进波兰的综机配套设备，开始在南山煤矿再剃区一分段二分层使用，同时在网下开采，给网下用综机回采提供了经验。
支撑掩护式支架，是郑州煤机厂出产的国产支架，1984年1月在南山煤矿北二区右四层一分层安装生产。
五、资源回收
东北沦陷时期采用的高落式和残柱式采煤法，回采煤约占三分之一，煤柱占三分之一，丢在老塘内的占三分之一，资源浪费惊人，主要是开拓方式与采煤方法不当造成的。如高落式采煤，不管煤层多厚，贴底板送个上山，两面开帮，走向宽约15～20米，工人就在这么大的悬顶下作业，挑冒顶煤冒多少算多少，顶板岩石下来就不管了，另送上山。还有残柱式采煤，也叫“吃花垛”。这两种方法，回采率均不超过30％。
新中国成立初期，矿务局开始对高落式采煤进行改革，试验推广二段（三段）同时拂和分层同时拂采煤法，推广过留煤皮自然分层、短壁式和刀柱式等采煤法，虽比高落式有所改进，但煤炭丢失仍然严重，回采率不超过50％。1953年以后全面推广了苏联的走向长壁倾斜分层人工假顶全部陷落后退式新采煤法以后，回采率才逐步提高到70％以上。
鹤岗矿区中小型斜井较多，矿井内阶段垂高小，采区走向短，工作面长度短，不利于开发利用煤炭资源和扩大生产能力，也影响回采率。矿务局首先把矿区原有15对自然井合并为10对自然井，并采取加大阶段垂高，加大采区走向长度，加大工作面长度的办法，对提高矿井工作面生产能力起了重要作用。同时对巷道布置进行了改革，实行集中石门开拓方式，改变过去分区石门、分组大巷，实行集中大巷分区石门和分组集中采区运输巷道的布置方式，给减少煤柱提高回采率创造了条件。
鹤岗矿务局1951至1985年采区回采率统计表
表6—8
续表
