發(fā)布時(shí)間:2023-09-22 09:38:07
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的煤礦采礦方法樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵字:煤礦采礦;技術(shù);方法;安全;可持續(xù)發(fā)展
中圖分類號(hào):TD163 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
煤礦開采技術(shù)和改革隨著當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形勢(shì)以及地方煤礦的發(fā)展需求影響而必須面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng),使其能夠在煤炭開采技術(shù)的前沿有立足之地,并且能夠?qū)鉀Q煤炭工業(yè)工程的實(shí)際問題起到一定的作用。因此,如今越來越多煤礦采礦技術(shù)和開采方法被廣泛應(yīng)用,它們也會(huì)起到越來越重要的作用。
一、我國的煤礦
我國雖然說從油和氣貯藏而言方面是一個(gè)相對(duì)貧乏的國家,但是我國的煤炭含量卻是
相當(dāng)?shù)母挥校谝淮涡阅茉粗忻禾烤驼剂?0%左右。可以說,長期以來煤炭一直是我國一次性能源結(jié)構(gòu)中的主要能源。越來越多的生態(tài)問題也隨著煤礦越來越大的開采規(guī)模而被凸顯出來,比如說像是建筑物和農(nóng)田的大量被破壞、堆積成山的矸石、徑流量逐漸減少的河川、嚴(yán)重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趨惡化、地下水中礦物內(nèi)的有害物質(zhì)越來越多等現(xiàn)象都是由于煤礦的開采而引起的。由此,采取合理的開采技術(shù)以及有效的開采方法和防止措施,這對(duì)于煤礦開采實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也就顯得尤為重要。
煤礦開采的中長期研究開發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備是需要重點(diǎn)從事的工作內(nèi)容,這樣才能夠保障采礦新技術(shù)能夠緊隨產(chǎn)業(yè)科技前沿步伐。將主導(dǎo)的核心技術(shù)定位于煤礦開采技術(shù)及配套裝備,這不僅能使技術(shù)占領(lǐng)制高點(diǎn),還能夠保障煤礦產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展。
二、適用于我國煤礦采礦中的新技術(shù)
生產(chǎn)能力較小的煤礦、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造引起的煤層賦存變化大、急傾斜煤層和薄煤層占了一定數(shù)量,這幾點(diǎn)給許多地區(qū)的開采都帶來了較大困難,因此,為了使礦井的高產(chǎn)高效得到提升,對(duì)于采礦技術(shù)的分析和開發(fā)就變得至關(guān)重要了。單一長壁采煤方法對(duì)于煤礦而言已經(jīng)日趨成熟,像是放頂采煤技術(shù)、采用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法應(yīng)對(duì)急傾斜煤層、小階段爆破落煤等采煤方法就是現(xiàn)今主要發(fā)展的幾種方法。
(1)采煤技術(shù)中的炮采放頂煤。首先就是主要針對(duì)煤層厚度為5m以上的傾斜和急傾斜煤層的滑移支架放頂煤采煤法。是由頂梁和支柱兩個(gè)部分組成滑移頂梁,頂梁和前梁彈簧鋼上必須有前梁和后梁經(jīng)過,或者說是與導(dǎo)向槽連接,且有2-5個(gè)數(shù)量不等的液壓單體柱為其支架的支柱。除此之外,其探梁或者是挑梁是可以安置在前梁前端的,尾梁是可以安置在后梁尾端的。這樣的滑移頂梁支架不僅具有比例安全可靠的優(yōu)勢(shì),而且還具有可以自移、較輕的質(zhì)量、簡單的結(jié)構(gòu)、拆卸安置便利、較低本錢、較強(qiáng)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。因此,這是適合廣泛推廣運(yùn)用于中小型煤礦中的開采技術(shù)。但是,就工作面而言,其偏低且較差穩(wěn)定性的支架初撐力和工作阻力,這是滑移支架開采所面臨的主要難題。第二個(gè)就是二型鋼梁放頂煤開采,它是將二型鋼梁、單體液壓支柱對(duì)棚架設(shè)的方式采用至二型鋼梁放頂煤上作面支護(hù),將放炮落以及人工破網(wǎng)放煤采用至工作面,并對(duì)其進(jìn)行分別采放。這類應(yīng)用比較適合于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦、煤層變化較大賦存條件或者是較低水平技術(shù)的地區(qū)。
(2)采煤技術(shù)中的偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法。煤層傾角的大小決定了這種采煤法的工作面區(qū)段高度,其工作面的傾角會(huì)隨著偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法而變緩,加上其較長的工作面,從而其長壁采煤法巷道部署、生產(chǎn)系統(tǒng)簡單以及掘進(jìn)率低的相關(guān)系列特征都是由于具有緩斜、傾斜煤層導(dǎo)致的。為了達(dá)到隔開工作空間和采空區(qū)的目的,將這種采煤方法應(yīng)用于掩護(hù)支架是極為合適的,它不僅能將復(fù)雜頂板的辦理工作大大簡化,還能夠創(chuàng)建一個(gè)良好的條件保障生產(chǎn)安全,將工作面煤炭自溜,使得勞動(dòng)強(qiáng)度減弱。對(duì)于開采傾角大于印而言這種偽傾角柔性掩護(hù)支架采煤法是最合適不過的了。
(3)采煤技術(shù)中的小階段爆破落煤采煤法。將區(qū)段內(nèi)煤體分成多個(gè)小區(qū)段而進(jìn)行的無人員、無設(shè)備、無支護(hù)這樣“三無”的工作面開采采煤方法被稱之為是小階段爆破落煤采煤法。對(duì)于開采傾角大于400的范圍、厚度為3.5-7.5m且頂?shù)装宀灰谆涞牟灰?guī)則煤層,最適用的采煤技術(shù)就是小階段爆破落煤采煤法,比如說是低瓦斯礦井。較好的安全性、簡單的回采工藝、較高的工效是它的優(yōu)點(diǎn)特征,而相對(duì)的缺點(diǎn)就是較低的回采率、復(fù)雜的通風(fēng)系統(tǒng)以及較困難的風(fēng)流分配。
(4)采煤技術(shù)中的刨煤機(jī)采煤方法。刨煤機(jī)開采技術(shù)不僅對(duì)于煤炭生產(chǎn)效率的提升有著很大貢獻(xiàn),同時(shí)它也是中等及薄煤層開采初次進(jìn)行成功的技術(shù)典范。其每刀截深根據(jù)煤的硬度可達(dá)到250mm,智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是現(xiàn)今工作面輸送機(jī)和刨煤機(jī)所廣泛采用的系統(tǒng),加上有支架控制系統(tǒng)的可靠配合,使得工作面采煤的全部自動(dòng)化得以順利實(shí)現(xiàn)。刨煤機(jī)相較于滾筒采煤機(jī)而言是比較簡單的,滾筒采煤機(jī)是需要有專人根據(jù)可彎曲鎧裝輸送機(jī)的平面進(jìn)行“找平”,而刨煤機(jī)僅需要由一根無極繩對(duì)機(jī)體進(jìn)行牽引,在可彎曲鎧裝工作面輸送機(jī)上焊接導(dǎo)軌,使其割煤由工作面端頭開始沿導(dǎo)軌滑行。
三、對(duì)采礦方法的簡單分析
采礦方法發(fā)展到今天已經(jīng)有超過100種,像空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法和崩落采礦法是目前最流行的以采礦過程中的地壓管理方式為依據(jù)的三種方式。但是,當(dāng)采礦方法運(yùn)用不當(dāng)時(shí)是會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)和危害出現(xiàn)的,以下將對(duì)其進(jìn)行簡單分析:
(1)為礦體開采帶來不便與難度且使開采作業(yè)的危險(xiǎn)性增加了一定幅度,這可能是由于礦體勘探的程度較低沒有對(duì)埋藏情況和規(guī)模有清楚的了解、錯(cuò)誤的對(duì)采場(chǎng)采準(zhǔn)工程進(jìn)行布置、對(duì)采準(zhǔn)工程有欠缺或滯后等原因所引起的。
(2)冒頂、片幫、地壓增大的隱患與危險(xiǎn)等情況出現(xiàn)在開采作業(yè)中,這可能就是由于采礦方法或順序不當(dāng)所引起的。這不僅會(huì)使得不合適的開采工藝、復(fù)雜的安全生產(chǎn)條件以及頂板管理不方便等情況出現(xiàn),嚴(yán)重的還會(huì)直接導(dǎo)致各種事故發(fā)生。
(3)地壓在開采時(shí)增大、采場(chǎng)的頂板出現(xiàn)冒落、片幫、變形甚至被破壞的回采巷道等情況則是由于不合理的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采順序所導(dǎo)致的。
(4)人員由于回采工作面的人行通風(fēng)天井與聯(lián)絡(luò)道沒有貫通,使得他們進(jìn)入回采工作面只能選擇從出礦口進(jìn)入,這樣就無法保障他們的作業(yè)安全性。
(5)人員的通行會(huì)受間距過大的采場(chǎng)人行聯(lián)絡(luò)道影響而變得困難。
(6)由于不貫通的天井與上部中段平巷以及不暢通的通風(fēng)條件,從而導(dǎo)致沒有新鮮的風(fēng)流進(jìn)入采場(chǎng),這樣極易導(dǎo)致人員炮煙中毒事故的發(fā)生。
(7)人員由于采場(chǎng)作業(yè)在出礦口出礦或出礦中出現(xiàn)礦石懸空后進(jìn)入而導(dǎo)致自身陷入礦石流中,從而引起傷亡事故的發(fā)生。
結(jié)語
采礦科學(xué)發(fā)展的主題永遠(yuǎn)都會(huì)圍繞著采煤方法的完善和技術(shù)的進(jìn)步,因?yàn)樗粌H對(duì)煤炭開采的各環(huán)節(jié)變革有一定的促進(jìn)帶動(dòng)作用,而且能夠促使現(xiàn)代采煤的高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性得以實(shí)現(xiàn),將采煤技術(shù)和方法與現(xiàn)代的高新技術(shù)相結(jié)合就是其基本途徑。
參考文獻(xiàn)
[1]周思偉.傾斜煤層采煤方法與分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(02).
[2]呂文玉.薄煤層采煤方法優(yōu)選與工作面長度優(yōu)選研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)(北京),2010.
[3]何俊峰,高廣運(yùn),劉文生.礦柱回采安全性實(shí)例分析[J].第二屆全國環(huán)境巖土與土工合成材料技術(shù)研討會(huì)論文集(一)》2008.
關(guān)鍵詞:煤礦資源 采礦技術(shù) 采開采方法
中圖分類號(hào):TD823.49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)01(a)-0048-01
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,煤礦需求量的不斷增大,促使煤礦采礦技術(shù)與開采方法也在不斷革新,應(yīng)用新型的煤礦采礦技術(shù)與開采方法能夠提高煤礦產(chǎn)量、保證煤礦開采安全、增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,從而進(jìn)一步促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,筆者結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)煤礦采礦新技術(shù)與開采方法進(jìn)行分析與探討,顯得非常有必要。
1 煤礦采礦新技術(shù)
1.1 炮采放頂煤采煤技術(shù)
1.1.1 滑移支架放頂煤采煤技術(shù)
滑移支架放頂煤采煤技術(shù)是指在頂梁和前梁處設(shè)置彈簧鋼或溝槽,在支架處布置大約3個(gè)左右的液體單體柱,而后利用銷軸相連接。另外,還應(yīng)在前梁處安裝挑梁,在后梁處安裝尾梁。采取這種安裝方式具有能夠自由移動(dòng)、隨意拆裝、性價(jià)比高、對(duì)使用環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn),因而,被頻繁應(yīng)用在煤礦采礦中。采用滑移支架放頂煤采煤技術(shù)能夠獲取較高的煤層高度,但是也存在支架支撐力不足、穩(wěn)固性相對(duì)較低的缺點(diǎn)。
1.1.2 二型鋼梁放頂煤開采技術(shù)
二型鋼梁放頂煤開采技術(shù)主要是指在頂煤層架設(shè)二型鋼柱和液壓單體柱進(jìn)行支護(hù),且采煤與放頂不應(yīng)作為一個(gè)整體部分進(jìn)行,而是分成兩個(gè)部分進(jìn)行,而后采用人工爆破的方式進(jìn)行采煤。二型鋼梁放頂煤開采技術(shù)一般主要用于煤層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的地區(qū),該開采技術(shù)具有對(duì)設(shè)備要求低的優(yōu)點(diǎn),但是也存在操作復(fù)雜、對(duì)操作人員能力要求較高的缺點(diǎn)。
1.2 小階段爆破落煤采煤技術(shù)
小階段爆破落煤采煤技術(shù)的工作原理是將需要爆破的煤層細(xì)分為多個(gè)小段,而后將炸藥、雷管按照煤層劃分的段落仔細(xì)放置,最后在確保爆破現(xiàn)場(chǎng)沒有多余物體時(shí),例如采煤人員、施工設(shè)備、各種支架等,順序的進(jìn)行爆破。小階段爆破落煤采煤技術(shù)通常多用于傾斜度較大的煤層,且煤層厚度約為5米,煤頂板穩(wěn)固性好,不易脫落。小階段爆破落煤采煤技術(shù)具有效率高、安全性好的優(yōu)點(diǎn),但是該技術(shù)也存在技術(shù)操作要求高、煤礦回采率低的缺點(diǎn)。
1.3 刨煤機(jī)采煤技術(shù)
刨煤機(jī)采煤技術(shù)主要適用于開采淺中層煤礦,通常刨煤機(jī)一次戳進(jìn)深度能夠達(dá)到25 cm。相較于其他采煤技術(shù),刨煤機(jī)采煤技術(shù)機(jī)械化程度更高,節(jié)省了大量的人力勞動(dòng)資源,有效降低了煤礦開采成本。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,刨煤機(jī)也在不斷升級(jí)革新,逐漸向自動(dòng)化、智能化方面發(fā)展。刨煤機(jī)采煤技術(shù)具有采煤效率高、節(jié)省人力勞動(dòng)資源、成本費(fèi)用低、安全性能高的優(yōu)點(diǎn)。
2 煤礦開采方法
2.1 井下采煤
在進(jìn)行井下采煤時(shí),若是煤層傾斜角度大于10°,則應(yīng)選擇水平開采的方法進(jìn)行采煤。采用水平開采法進(jìn)行采煤時(shí),應(yīng)將采煤的作業(yè)面劃分為多個(gè)區(qū)域,而后順次進(jìn)行開采。進(jìn)行水平煤區(qū)開采時(shí),將煤區(qū)劃分為若干個(gè)大區(qū),且煤區(qū)開采的順序是由近到遠(yuǎn)。若是煤區(qū)煤層較多,則采煤的順序是從上到下進(jìn)行開采。井下采煤能夠分為兩大類,分別是旱采和水采,具體選擇何種采煤方式應(yīng)根據(jù)煤礦井中是否具有水來決定。若是煤礦井中沒有水,則應(yīng)選擇旱采,且采煤的方法主要有柱式、壁式采煤法,具有作業(yè)效率高、施工簡單的優(yōu)點(diǎn)。
2.2 露天采煤
進(jìn)行露天采煤時(shí),首先應(yīng)對(duì)采場(chǎng)煤層構(gòu)造進(jìn)行勘探,知道煤層結(jié)構(gòu)后,在進(jìn)行煤層水平面劃分,而后按照由上到下的順序逐層進(jìn)行開采。露天煤層開采相對(duì)簡單,利用機(jī)械設(shè)備將煤層表面的巖土層掘開露出煤層后便可進(jìn)行開采。相較于井下采煤,露天采煤工作面廣闊、工作環(huán)境良好、作業(yè)安全性也比較高。露天采煤能夠利用大型機(jī)械設(shè)備,機(jī)械化程度較高,不僅大大提高了采煤效率,還有效的降低了人力勞動(dòng)成本。另外,露天采煤的回采率較好,避免了煤礦開采過程中被大量浪費(fèi)的現(xiàn)象。但是,露出采煤也存在一定的不足,其對(duì)采場(chǎng)周邊生態(tài)環(huán)境影響極大。
2.3 急傾斜煤層采煤
在進(jìn)行急傾斜煤層采煤時(shí),煤礦企業(yè)必須進(jìn)行多方面的綜合考慮,例如采礦的方便性、回采是否便利等,從而對(duì)開采區(qū)域進(jìn)行科學(xué)、合理的劃分,這樣有助于采礦作業(yè)的順利進(jìn)行,能夠進(jìn)一步加快煤礦采煤速度,提高煤礦生產(chǎn)效率。在采礦時(shí),為了給采礦提供方便,還能夠采取加長工作面長度和增加采礦層垂直高度的措施。另外,煤礦開采過程中,還應(yīng)對(duì)巷道布置進(jìn)行優(yōu)化,加大通風(fēng)設(shè)施的投入建設(shè)力度,從而為煤礦開采工作的順利、安全、高效進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
綜上所述,本文從炮采放頂煤采煤技術(shù),小階段爆破落煤采煤技術(shù)以及刨煤機(jī)采煤技術(shù)方面進(jìn)行了分析探討,這對(duì)于加深煤礦采礦新技術(shù)認(rèn)識(shí)有著非常重要的意義;另外,又從井下采煤,露天采煤以及急傾斜煤層采煤方面進(jìn)行了分析探討,這對(duì)于加深煤礦開采方法的認(rèn)識(shí)同樣有著非常重要的意義,不僅有助于提高煤礦企業(yè)的整體技術(shù)水平,提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,還有助于進(jìn)一步促進(jìn)我國煤礦采礦技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 潘瑞峰.試論煤礦采礦的新技術(shù)與開采方法[J].科技與企業(yè),2013,3:157.
關(guān)鍵詞:煤礦;采煤方法;技術(shù)分析
中圖分類號(hào):X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
煤礦開采方法與技術(shù)的合理化應(yīng)用不僅關(guān)系著現(xiàn)代煤礦開采的效率與安全性,還直接影響著煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與可持續(xù)發(fā)展。在當(dāng)前煤礦開采規(guī)模不斷擴(kuò)大的條件下,煤礦開采技術(shù)已逐漸朝向集約化、精細(xì)化與機(jī)械化方向推進(jìn),特別是部分大型開采設(shè)備的應(yīng)用,大幅度改善了煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性,促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高。因此,加強(qiáng)有關(guān)煤礦采煤方法與技術(shù)的分析,對(duì)于改善煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
1煤礦采煤方法與技術(shù)分析
煤礦采煤技術(shù)研究直接影響煤礦生產(chǎn)效率,對(duì)采煤技術(shù)進(jìn)行合理化管理也能有效提高煤礦的采煤效率,針對(duì)不同煤層的分布情況,企業(yè)實(shí)際人員可以根據(jù)煤礦生產(chǎn)情況的不同設(shè)計(jì)出有效、合理的采煤方式。
1.1長臂采煤法
針對(duì)煤層分布理想、煤儲(chǔ)量大、地質(zhì)條件優(yōu)質(zhì)的煤田,煤礦企業(yè)采用長壁采煤技術(shù),其主要特征就是對(duì)工作面進(jìn)行長壁推進(jìn)、長壁布置。為了提高開采作業(yè)穩(wěn)定性,在采空區(qū)預(yù)留煤柱的空間,在開采推進(jìn)出一段距離后,保留一部分煤柱,從而達(dá)到促進(jìn)間歇性推進(jìn)的目的?,F(xiàn)階段,長壁采煤的主要方法工藝有三種,分別是:炮采、綜采、普采。這三種工藝的區(qū)分方式是以機(jī)械化程度的不同為標(biāo)準(zhǔn),在煤礦采煤時(shí)具體采用何種工藝按照煤層分布的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
a)炮采主要針對(duì)較薄煤層及邊角煤層塊段,其操作方式主要是在煤壁上打出炮眼,然后利用爆破方式使煤層破碎,通過人工裝煤或機(jī)械運(yùn)煤方式進(jìn)行運(yùn)輸。煤礦頂板采用摩擦式金屬支柱對(duì)煤礦進(jìn)行安全防護(hù)。炮采機(jī)械化程度不高,所以工作效率不高;
b)綜采是一種機(jī)械化程度較高的采煤方式,其中采煤、裝煤、運(yùn)煤及防護(hù)裝置都是使用機(jī)械化手段。綜采是一種全機(jī)械化的采煤技術(shù),其生產(chǎn)效率也優(yōu)于另外兩種采煤方式;
c)普采主要針對(duì)煤層塊段,在儲(chǔ)量小、地勢(shì)復(fù)雜的環(huán)境下,普采的機(jī)械化程度較高,通常使用采煤機(jī)完成落煤及裝煤,運(yùn)煤及頂板防護(hù)裝置與炮采工藝相同。
1.2傾斜長壁采煤法
傾斜長壁的采煤技術(shù)與長壁采煤方式基本相同,唯一不同的是在工作面布置及巷道布置情況方面存在一定差異。在基礎(chǔ)設(shè)備相同的情況下,傾斜長壁采煤法不需布置采區(qū),所以采煤區(qū)投產(chǎn)速度快,同時(shí)傾斜開采有利于地下積水進(jìn)入采空區(qū),導(dǎo)致排水作業(yè)量減少。從另外角度來看,傾斜采煤工作面受到煤層傾角的分力作用,導(dǎo)致頂板的懸臂巖層向采空區(qū)移動(dòng),使頂板巖層具有拉力作用,有利于采煤作業(yè)頂板的管理。
1.3條帶開采技術(shù)
條帶開采技術(shù),也被稱為保護(hù)性開采技術(shù)。首先將煤層進(jìn)行按條帶劃分,通過開采1條,保留1條的方式,使得保留下來的條帶能保持穩(wěn)定,從而有效降低煤礦采動(dòng)影響的危害。在保證地表建筑物可靠的前提下,條帶開采技術(shù)對(duì)防止地表下沉有很好作用。在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行條帶區(qū)分首先要做的是研究該區(qū)域內(nèi)地表移動(dòng)情況,以保證條帶劃分的科學(xué)性,提高預(yù)留條帶的價(jià)值。條帶開采技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是投入設(shè)備簡單,經(jīng)濟(jì)性好,其缺點(diǎn)是開采資源的回收率低。
1.4放頂采煤技術(shù)
放頂煤采煤法就是在厚煤層中,沿煤層(或分段)底部布置1個(gè)采高2m~3m的長壁工作面,用綜合機(jī)械化采煤工藝進(jìn)行回采,利用礦山壓力的作用或輔以人工松動(dòng)方法使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方(或上方)放出,并予以回收的一種采煤方法。放頂采煤技術(shù)是針對(duì)煤層較厚的礦區(qū),主要通過在煤層底部開采1個(gè)工作面,然后使用普通采煤方式回采煤炭,利用煤礦的壓力,把頂煤破碎部分放出。這種采煤方式的優(yōu)點(diǎn)就是經(jīng)濟(jì)性好、工作效率高,缺點(diǎn)就是煤炭回收率低,該方法能作為輔助技術(shù),與條帶開采技術(shù)進(jìn)行融合運(yùn)用。
1.5離層注漿技術(shù)
離層注漿技術(shù)是當(dāng)前采煤工作中的重要采煤技術(shù),其主要用于調(diào)整覆巖及地表下沉速率,基本操作步驟為:對(duì)地面采空區(qū)上部的覆巖進(jìn)行鉆孔處理,利用高壓將液體填充材料通過鉆眼充填到采空區(qū)中,以減小采空區(qū)下沉。同直接在采空區(qū)填充漿液的方法相比,離層注漿技術(shù)的施工不在井下開展,對(duì)于安裝好的生產(chǎn)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生影響,且該技術(shù)具有更高的煤炭回收率和經(jīng)濟(jì)性
2煤礦采煤方法與技術(shù)選擇的影響因素及選擇原則
2.1煤礦采煤方法與技術(shù)選擇的影響因素
a)經(jīng)濟(jì)性因素。煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益是采煤方法選擇的重要考慮因素之一。先進(jìn)的采煤設(shè)備應(yīng)用需大量成本投入,依據(jù)投入與產(chǎn)出之間的關(guān)系,恰當(dāng)選擇采煤方法與技術(shù)是保證煤礦開采高效益的基礎(chǔ)。在采煤方法選擇時(shí),還需對(duì)材料供應(yīng)狀況進(jìn)行分析,如對(duì)于假頂材料及填充材料的取材成本能否有效降低,材料可否進(jìn)行就地取材等;b)技術(shù)性因素。技術(shù)水平,尤其是生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)及裝備水平等是采煤方法選擇的限制性條件因素。在現(xiàn)代科技水平的不斷發(fā)展下,國內(nèi)的采煤方法與采煤技術(shù)也在不斷創(chuàng)新,高效、高可靠性與安全性的采煤方法也會(huì)逐漸涌現(xiàn);c)地質(zhì)條件因素。(a)煤層地質(zhì)構(gòu)造。當(dāng)煤層地質(zhì)條件比較穩(wěn)定時(shí),通常采用綜采,而當(dāng)煤層條件不穩(wěn)定時(shí),通常采用普采;在采煤方法選擇前應(yīng)先勘察開采區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造狀況;(b)煤層厚度。要根據(jù)煤層厚度的不同選擇對(duì)應(yīng)的采煤方法,對(duì)于厚及特厚煤層應(yīng)選用分層開采的方法,對(duì)于中厚或薄煤層應(yīng)采用一次采全厚的方法;煤層厚度在一定程度上還會(huì)對(duì)采空區(qū)處理方法產(chǎn)生影響;d)煤層的自燃狀況及含水率。當(dāng)煤層含水率較高時(shí),在開采前應(yīng)先安置排水系統(tǒng),并依據(jù)煤的自燃特點(diǎn)考慮是否需采取防火灌漿等防護(hù)措施;e)圍巖及煤層特點(diǎn)。圍巖的穩(wěn)定性、煤層結(jié)構(gòu)特征與硬度等都會(huì)對(duì)采煤方法的選擇產(chǎn)生影響,且會(huì)干擾采區(qū)參數(shù)的確定;f)煤層傾角。其不但會(huì)對(duì)采煤工作面的運(yùn)煤方法及落煤方式產(chǎn)生影響,還會(huì)干擾通風(fēng)及航道布置等參數(shù)的設(shè)定。
2.2煤礦采煤方法與技術(shù)選擇的原則
a)高效經(jīng)濟(jì)性原則。當(dāng)前,先進(jìn)化大型開采機(jī)械設(shè)備已在各類煤礦開采中廣泛應(yīng)用,其對(duì)于多變的開采環(huán)境具有較高適應(yīng)性,能確保煤礦生產(chǎn)安全,且能大幅度改善煤礦生產(chǎn)效率。對(duì)比而言,先進(jìn)機(jī)械采煤設(shè)備具有更高的自動(dòng)化水平,但對(duì)于小型煤礦開采等作業(yè)便不適宜采用此種大型開采設(shè)備。在煤礦生產(chǎn)中,為節(jié)省成本,應(yīng)依據(jù)當(dāng)前企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模與狀況,合理確定采煤方式,以提高人員的優(yōu)化配合水平,利用多種采煤技術(shù)并行的方式降低成本[2];b)高采出率原則,在采煤技術(shù)選擇時(shí)同樣要考慮資源回收率等因素。為減低采動(dòng)有害影響,應(yīng)盡量減小回采率,即選用的采煤方法應(yīng)確保煤礦的高采出率,以降低煤炭資源不必要的損失,改善煤礦生產(chǎn)效率,從而提升資源回收率;c)綠色安全性原則。綠色安全就是指在煤礦生產(chǎn)運(yùn)行中,應(yīng)確保開采作業(yè)的安全性,且應(yīng)盡量減小對(duì)工作環(huán)境及地質(zhì)環(huán)境的破壞,選擇最優(yōu)組合的綜采機(jī)械;在開采前應(yīng)先勘察煤層分布結(jié)構(gòu),以確定選用有效開采方式;分析采動(dòng)影響程度及特征,重點(diǎn)考慮地表變形與移動(dòng)的影響和特點(diǎn),全面模擬分析煤層分布關(guān)鍵部位的地質(zhì)環(huán)境變化狀況,以促進(jìn)采煤方法選擇的合理性,提高煤礦生產(chǎn)安全性.結(jié)束語
綜上所述,煤礦開采方法與開采技術(shù)的選擇將直接關(guān)系著煤礦生產(chǎn)的安全性與經(jīng)濟(jì)性,因此,相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)煤礦采煤方法與技術(shù)的研究,總結(jié)煤礦采煤方法選擇影響因素及各采煤方法應(yīng)用要點(diǎn),從而提高煤礦產(chǎn)業(yè)的采煤效率。加強(qiáng)煤炭技術(shù)也能提高煤礦企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:煤礦:采煤方法;選擇:發(fā)展
中圖分類號(hào):TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、煤礦開采方法的選擇原則
采煤工作面是井下生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)。采煤方法的選擇是否合理,直接影響到整個(gè)礦井的生產(chǎn)安全和各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。選擇采煤方法應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的礦山地質(zhì)條件和技術(shù)條件,所選擇的采煤方法必須符合安全、經(jīng)濟(jì)、煤炭采出率高的基本原則。
(一)、安全生產(chǎn)
安全生產(chǎn)是煤礦企業(yè)生產(chǎn)中的頭等大事,安全為了生產(chǎn),生產(chǎn)必須安全。應(yīng)當(dāng)充分利用先進(jìn)的開采技術(shù)和提高科學(xué)管理水平,以保證井下的生產(chǎn)安全,創(chuàng)造一個(gè)良好的生產(chǎn)環(huán)境。對(duì)于所選擇的采煤方法,應(yīng)仔細(xì)檢查采煤工藝的各個(gè)工序及采煤系統(tǒng)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié),使各個(gè)環(huán)節(jié)符合《煤礦安全規(guī)程》的各項(xiàng)規(guī)定。一般應(yīng)做到以下幾個(gè)方面:
(1)合理布置采掘巷道,維護(hù)巷道長期處于良好狀態(tài),滿足采掘接替要求,建立妥善的通風(fēng)、運(yùn)輸、行人以及防火、防瓦斯、防煤塵、防水和處理各種災(zāi)害事故的系統(tǒng)和措施,并造成良好的工作環(huán)境。
(2)正確準(zhǔn)確安排采煤工藝過程,切實(shí)防止冒頂、片幫、支架傾倒、機(jī)械事故以及其它避免可能危及人身安全和正常生產(chǎn)的各種事故的發(fā)生。
(3)認(rèn)真編制采煤作業(yè)規(guī)程,制度完整、合理的安全技術(shù)措施,并建立以保證實(shí)施。
(二)、經(jīng)濟(jì)合理
經(jīng)濟(jì)效益的好壞是評(píng)價(jià)采煤方法的好壞的一個(gè)重要依據(jù)。通常適合于某一具體條件的采煤方法可以列出好多種,而每一種采煤方法的主要產(chǎn)量、效率、材料和動(dòng)力消耗、巷道的掘進(jìn)量和巷道維護(hù)費(fèi)用不同的,有時(shí)懸殊大別大。因此在選擇某種采煤方法時(shí)不要只列出幾種經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析,而且要在經(jīng)濟(jì)效益上進(jìn)行比較,最后確定經(jīng)濟(jì)上合理的技術(shù)方案,一般應(yīng)當(dāng)符合以下要求:
1、采面工作面單產(chǎn)量高,提高工作面的產(chǎn)量,是實(shí)現(xiàn)礦井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn),提高采區(qū)和整個(gè)礦井各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的中心環(huán)節(jié)。提高工作面產(chǎn)量的主要技術(shù)是提高采面工作面的機(jī)械化程度,竟可能加大推進(jìn)進(jìn)度和合理加長工作面的長度,加強(qiáng)生產(chǎn)組織管理。
2、勞動(dòng)力的提高時(shí)為了提高生產(chǎn)效益,要使生產(chǎn)效益的提高必須不斷提高從業(yè)人員的素質(zhì),改善經(jīng)營管理,同時(shí)要選擇合理的采煤工藝,和領(lǐng)導(dǎo)組織,采用先進(jìn)的技術(shù)裝備,努力實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或綜合機(jī)械化。
3、減少采面工作面的材料消耗,特別是采面的坑木、鋼材以及炸藥、雷管等的消耗。所以采面工作面必須加強(qiáng)管理,強(qiáng)力回收消耗材料,正確使用落煤方式。
4、在采面工作面回采過程中,必須加強(qiáng)煤炭質(zhì)量管理,注意采面的采煤工藝管理和支護(hù)設(shè)計(jì)盡量防止矸石或其它材料混入煤中。
5、降低開采成本,成本是經(jīng)濟(jì)效果的綜合反映,努力提高工作忙的單產(chǎn)和勞動(dòng)率,降低材料消耗,保證煤炭質(zhì)量是降低煤炭成本的這一條街。正確布置巷道,減少巷道的掘進(jìn)量和維護(hù)工作量,加強(qiáng)生產(chǎn)管理,合理使用勞動(dòng)力,正規(guī)組織工作面的循環(huán)作業(yè),也降低成本的主要手段。
(三)、煤炭采出率高
減少煤炭的損失,提高煤炭采出率,充分利用煤炭資源,是國家對(duì)煤礦企業(yè)的一項(xiàng)技術(shù)要求或政策。同時(shí)減少煤炭損失,也是防止煤炭自燃,減少井下火災(zāi),保持和延長采面工作面的開采期限,降低掘進(jìn)率是保證正常生產(chǎn)的重要措施。
以上三個(gè)要求是相互密切聯(lián)系的、相互制約的應(yīng)當(dāng)綜合考慮,力求得到滿足。
二、選擇采煤方法的影響因素
為了滿足上述基本要求,在選擇和設(shè)計(jì)采面方法時(shí),必須考慮到以下地質(zhì)因素和技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。
(一)地質(zhì)因素
直接影響采煤方法的的選擇的主要因素有以下:
(1)煤層的傾角,煤層傾角是影響采煤方法選擇的重要因素,傾角的大小不僅影響采煤工作面的落煤方法、運(yùn)輸方式、采場(chǎng)支護(hù)和采空區(qū)的處理等的選擇,也影響到巷道的布置、運(yùn)輸、通風(fēng)及采煤方法各種參數(shù)的確定。
(2)煤層厚度。煤層厚度也是影響采煤方法選擇的重要因素。在采煤過程中必須根據(jù)煤層厚度的變化選擇不同的采煤方法。薄或中厚煤層采用一次采全厚,厚及特厚煤層可以選擇分層開采或大采高、放頂煤的采煤方法。
(3)煤層及圍巖特征、煤層的地質(zhì)構(gòu)造。煤層的軟硬和圍巖的特征、煤層的地質(zhì)構(gòu)造、圍巖的穩(wěn)定性等待都直接影響到采煤機(jī)械、采煤工藝及采空區(qū)處理方法的選擇。煤層及圍巖特征真正影響到巷道的布置和維護(hù)方法,也影響到采區(qū)各參數(shù)的確定。
(4)煤層的含水性、瓦斯涌出量也是影響采煤的重要因素,
(二)、技術(shù)發(fā)展及裝備水平的影響
技術(shù)發(fā)展及裝備水平的影響也會(huì)影響采煤方法的選擇,其中主要是采掘機(jī)械化水平及生產(chǎn)中的設(shè)備供應(yīng)條件。若引進(jìn)綜采設(shè)備使采煤工藝得到很大的發(fā)展,影響了巷道的布置和生產(chǎn)系統(tǒng)。但是綜采的應(yīng)用時(shí)受到設(shè)備供應(yīng)條件的限制。
(三)管理水平因素的影響
煤礦的管理水平及職工素質(zhì)有時(shí)對(duì)采煤方法有一定的影響,在管理水平比較差的情況下,一些難度較大的開采技術(shù)和工藝就得不到推廣和應(yīng)用。所以必須對(duì)職工進(jìn)行業(yè)務(wù)素質(zhì)培訓(xùn),不斷提高業(yè)務(wù)素質(zhì)。
三、采煤工藝技術(shù)的發(fā)展
采煤工藝技術(shù)的發(fā)展在煤礦生產(chǎn)中占有極為重要的地位。一個(gè)煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率、效益的好壞,除資源條件外,主要取決于采煤工藝技術(shù)的實(shí)用性和先進(jìn)性。
(一)從煤礦企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來看,壁式體系采煤它具有單產(chǎn)高、工效高、采出率高和實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn),現(xiàn)已成為煤礦企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。在我國煤層賦存條件多種多樣,開采條件較復(fù)雜,主體發(fā)展以壁式體系綜采為主的不同類型的長壁開采技術(shù)。
(二)長壁式綜采的高產(chǎn)高效工藝技術(shù)的發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展大部分煤礦企業(yè)已使用長壁式綜采采煤技術(shù),該采煤技術(shù)根據(jù)煤層的賦存條件可分為:緩傾斜中厚煤層單一長壁綜采、緩傾斜薄煤層單一長壁綜采、緩傾斜厚煤層傾斜長壁分層綜采、緩傾斜厚煤層一次采全高長壁綜采、緩傾斜厚煤層放頂煤長壁綜采等采煤工藝技術(shù),在各類綜采工作面高產(chǎn)高效采煤設(shè)備中必須要有一套安全可靠地機(jī)械化設(shè)備保證體系。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中要控制冒頂?shù)辜芎吞岣呔C采裝備的可靠性主要有裝備功率大、可靠性高的設(shè)備,這就需要投入巨資資金換取初始性可靠,采用保障體系通過可靠地儀器顯示“支架一圍巖”的動(dòng)態(tài)狀態(tài),確定冒頂事故的及時(shí)監(jiān)控指示;加強(qiáng)采面三機(jī)一架的狀態(tài)監(jiān)控,及時(shí)維護(hù),保障完好。
關(guān)鍵詞:煤礦 綜采工作面 快速 回撤 探討
引言
山東能源臨礦集團(tuán)田莊煤礦主采煤層是16煤和17煤,17層煤平均厚度0.95m。從1999年建礦至2009年,一直是放炮落煤人工裝煤溜子運(yùn)輸?shù)墓ぷ鞣绞健K詮牟蓞^(qū)巷道和順槽布置等都是安照炮采設(shè)計(jì)和施工的。從2009年經(jīng)過精心調(diào)研和準(zhǔn)備,田莊煤礦17層煤工作面進(jìn)行薄煤層綜合機(jī)械化開采試驗(yàn)成功,相繼在2710工作面、3701工作面、6701進(jìn)行開采。
1. 綜采工作面回撤過程中存在問題:
由于田莊煤礦巷道設(shè)計(jì)和順槽準(zhǔn)備都是按照炮采準(zhǔn)備,這樣就給綜采設(shè)備的安裝、回撤和運(yùn)輸帶來了許多困難。特別是在綜采設(shè)備的回撤過程,田莊煤礦17層煤頂板為泥巖,用傳統(tǒng)綜采設(shè)備回撤方案是采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)等解體用手拉葫蘆裝車,液壓支架在綜采工作面軌道巷制作裝車點(diǎn),然后頂板安裝起吊油缸進(jìn)行裝車,這種裝車方式費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,人員在設(shè)備附近操作手拉葫蘆和用油缸在吊裝液壓支架往裝車帶來很大的安全隱患。
2.綜采工作面快速回撤裝車平臺(tái)的結(jié)構(gòu)
為了高效快速安全的完成綜采設(shè)備的回撤工作,經(jīng)過認(rèn)真分析裝車過程研究了制作綜采裝車平臺(tái)。綜采設(shè)備裝車平臺(tái)有一臺(tái)14t回柱絞車、平板車固定裝置、固定軌道、滑輪等組成。 調(diào)向滑輪
裝車平臺(tái)是用11#礦用工字鋼制作而成,然后用12根地錨固定在地板上,裝車平臺(tái)內(nèi)及前方安裝有6m帶有護(hù)軌的固定軌道用于防止礦車掉道。然后是用混凝土澆筑而成把運(yùn)輸綜采設(shè)備所需用的平板用HD-14型回柱絞車送到裝車平臺(tái)內(nèi),放下阻車橫桿,平板車就固定到裝車平臺(tái)里面。綜采工作面設(shè)備例如刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜采支架等從綜采工作面解體,用安裝在外面的回柱絞車直接拉到平板車上,操作見到快捷如下圖所示:
與傳統(tǒng)煤礦井下大型設(shè)備回撤裝車方式相比較,使用裝車平臺(tái)裝綜采大型設(shè)備和配件的省去起吊環(huán)接,由于減少施工工序提高了綜采工作面回撤的效率,人員在遠(yuǎn)距離操作提高了現(xiàn)場(chǎng)的安全性能。
3.綜采工作面快速回撤方法創(chuàng)造性、創(chuàng)新性
綜采設(shè)備裝車平臺(tái),由傳統(tǒng)的手拉葫蘆或油缸等起吊裝車的方式,充分利用液壓支架等雪橇式地盤改變?yōu)橥献街苯友b車。減少了裝車環(huán)節(jié),降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)減少了現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備和工具布置,增大了安全空間,人員由近距離操作改為遠(yuǎn)距離操作,操作人員遠(yuǎn)離了危險(xiǎn)空間,大大提高了大件設(shè)備裝車運(yùn)輸?shù)陌踩阅堋?/p>
4.直接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義:
【關(guān)鍵詞】煤礦開采;開采技術(shù);發(fā)展方向
1、采煤方法和工藝
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。
開發(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),研究開發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置,生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(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。
(1)開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(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)。
兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù),研究合適的綜放開采回采工藝,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。
(2)緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發(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;研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。
(3)緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采。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。
2、深礦井開采技術(shù)
深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開采的礦壓控制、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)高效開采有關(guān)配套技術(shù);深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備。
3、“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,深入研究開采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律,研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理論和關(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)的開采技術(shù);研究近水體開采的開采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備,提出煤炭開采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。
4、優(yōu)化巷道布置,減少矸石排放的開采技術(shù)
改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置,以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo),研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。 重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化,簡化巷道布置,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)有力措施,又簡化了生產(chǎn)系統(tǒng),有利于高產(chǎn)高效集中化開采,應(yīng)加緊研究。
5、采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)
(1)進(jìn)一步完善采場(chǎng)圍巖控制理論。以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術(shù)來保證開采活動(dòng)的安全、高效、低成本為目標(biāo),深入總結(jié)我國幾十年的礦山壓力研究成果,以理論分析(解析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)、數(shù)值法)和實(shí)測(cè)法相結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),深入研究各種煤層地質(zhì)及開采條件,如急傾斜、大采高、大采深采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖破壞與平衡機(jī)理,不斷完善采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)。
(2)研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)。目前,由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問題,因而需進(jìn)一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這些問題。
(3)放頂煤開采巖層和支架-圍巖相互作用機(jī)理。研究放頂煤開采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機(jī)理、支架-頂煤-直接頂-基本頂相互作用關(guān)系;運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律,提出放煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。
(4)支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)。在總結(jié)緩傾斜中厚長壁工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面,應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù),發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),改進(jìn)監(jiān)測(cè)儀表,使監(jiān)測(cè)儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。
6、小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(shù)
實(shí)施國家關(guān)閉小煤礦,淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策,開發(fā)小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開采技術(shù)和裝備,改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開采工藝,提高采煤工作面的單產(chǎn)和工效;提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平,最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?/p>
7、煤炭地下氣化技術(shù)
煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒,通過對(duì)煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤方法,它屬國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn),尤其適合我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的具體國情,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:煤礦開采,開采技術(shù),發(fā)展方向
1.采煤方法和工藝
采煤方法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。
(1)開發(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),研究開發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置,生產(chǎn)過 程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù),發(fā)展各種礦井煤層和工藝的進(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。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,建立具有中國特色的采煤工藝?yán)碚?。我國長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。
(2)開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(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)爆理技術(shù),使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。
兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù),研究合適的綜放開采回采工藝,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),通過寬煤巷錨 桿支護(hù)技術(shù)的研究開發(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。
(3)緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發(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;研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。
(4)緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采。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。
(5)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。
2.深礦井開采技術(shù)
深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開采的礦壓控制、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)高效開采有關(guān)配套技術(shù);深礦井開采熱害治理技術(shù) 與裝備。
3.“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,深入研究開采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律,研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理論和 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)的開采技術(shù);研究近水體開采的 開采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備,提出煤炭開采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。
4.優(yōu)化巷道布置,減少矸石排放的開采技術(shù)
改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置,以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo),研究開發(fā)煤礦地質(zhì) 條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件 的最優(yōu)匹配。
總結(jié)推廣神華集團(tuán)大柳塔礦、潞安漳村礦實(shí)行全煤巷布置單一煤層開采,矸石基本不運(yùn)出地面,生產(chǎn)系統(tǒng)大大簡化,分別實(shí)現(xiàn)無軌膠輪、單軌吊輔助運(yùn)輸一條龍,從井口直達(dá)工作面, 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了綜采與綜掘同步發(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)高效礦井開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化,簡化巷道布置,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)有力措施,又簡化 了生產(chǎn)系統(tǒng),有利于高產(chǎn)高效集中化開采,應(yīng)加緊研究。
5.小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(shù)
實(shí)施國家關(guān)閉小煤礦,淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策,開發(fā)小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開采技術(shù)和裝備,改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開采工藝,提高采煤 工作面的單產(chǎn)和工效;提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平,最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?/p>
6.煤炭地下氣化技術(shù)
煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒,通過對(duì)煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤方法,它屬國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低 、效益好等優(yōu)點(diǎn),尤其適合我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的具體國情,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。應(yīng)繼續(xù)研究完善“長通道、大斷面、兩階段”和“礦井 式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝,進(jìn)行較大規(guī)模的地下氣化試驗(yàn)研究,摸索實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)控制、三個(gè)穩(wěn)定”的技術(shù)途徑,并實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)探索應(yīng)用的途徑。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 魏同,張先塵,王玉浚.中國煤炭開發(fā)戰(zhàn)略研究.山西科學(xué)技術(shù)出版社,1999.
[2] 錢鳴高,何富連,李全生等.綜采工作面礦壓顯現(xiàn)與支護(hù)質(zhì)量監(jiān)控.中國煤炭學(xué)報(bào),199 5(7):48-51.
【關(guān)鍵詞】勝利煤礦;礦井整合;開拓;采煤
前言
龍煤集團(tuán)七臺(tái)河分公司勝利煤礦一采區(qū)十一井2005年核定能力6萬噸/年,截止2005年12月,地質(zhì)儲(chǔ)量38.59萬噸,可采儲(chǔ)量32.80萬噸,按核定能力計(jì)算,服務(wù)年限只有3.9年,為了確保國家煤資源的合理開發(fā)、利用,將鄰近的一采區(qū)十井進(jìn)行整合,改造。一采區(qū)十井截止2004年末保有地質(zhì)儲(chǔ)量142.8萬噸,可采尺量121.38萬噸,采區(qū)十井設(shè)計(jì)能力、核定能力、實(shí)際生產(chǎn)能力均為6.0萬噸/年。一采區(qū)十一井與一采區(qū)十井整合后,年能力可達(dá)15.0萬噸/年。地質(zhì)儲(chǔ)量181.39萬噸,可采儲(chǔ)量154.18萬噸,服務(wù)年限7.3年。
1礦井概述
1.1自然地理概況
七煤集團(tuán)公司勝利煤礦一采區(qū)十一井,一采區(qū)十井位于七臺(tái)河礦區(qū)西部,在七臺(tái)河市新興區(qū)轄區(qū)內(nèi),地形屬丘陵山崗,地面標(biāo)高190.-215m,氣候?qū)俸疁貛?,年最高溫?36℃,最低氣溫-34℃,年平均氣溫+5℃,年凍結(jié)期自11月至翌年4月,凍結(jié)厚度1.7-2.0m。
1.2井田范圍
一采區(qū)十一井該井田北起60層煤層露頭,南至-200m標(biāo)高,東至F:40斷層,西至F:40斷層以西1000m,平均東西走向長900m,傾斜平均寬度630m,面積0.588km2,開采煤層為60號(hào)層。
一采區(qū)十井:北起63層、65層煤層露頭,南至-300m標(biāo)高,東至F:11斷層,西至F:40斷層,東西走向長800m,傾斜寬1400m面積1.12km2。開采煤層63、65層。
1.3勘探開發(fā)
該井田屬七臺(tái)河二次精補(bǔ)勘探區(qū)范圍內(nèi),屬七臺(tái)河分公司新興煤礦井田,七臺(tái)河二次精補(bǔ)由黑龍江省煤田地質(zhì)公司204勘探隊(duì)于1964年10月提交報(bào)告,經(jīng)黑龍江省儲(chǔ)委第0019號(hào)文批準(zhǔn)。
2礦井地質(zhì)特征
2.1地質(zhì)特征
2.2煤層與煤質(zhì)
2.3礦井水文地質(zhì)
本井設(shè)計(jì)開采60、63、65層,本井的上部58層由新興煤礦開采,下部的66、67、68、74層由新興煤礦開采,經(jīng)過上下層的開采該井的涌水疏干程度很好,礦井的充水系數(shù)很小,故該井的水文地質(zhì)情況簡單而清楚,礦井最大總涌水量23.92m2/h,正常總涌水量14.02m2/h。
2.4儲(chǔ)量、服務(wù)年限與生產(chǎn)能力
3.1井田開拓、整合方法
3.5采煤方法
采煤方法采用走向長壁后退式,頂板管理采用全部自然垮落法,爆破落煤,工作面支護(hù)方式為金屬摩擦支柱,工作面運(yùn)輸采用SGW-30型刮板運(yùn)輸機(jī),平巷運(yùn)輸選用蓄電池電機(jī)車和調(diào)度絞車。
整合后投產(chǎn)時(shí)布置四個(gè)回采工作面,其中60層二個(gè),63層一個(gè),65層一個(gè),工作面平均長度80m,平均采高0.68m,循環(huán)進(jìn)度1.6m,每日一個(gè)循環(huán),年工作日按330天計(jì)算。
四個(gè)回采工作面及掘進(jìn)煤確保礦井年生產(chǎn)能力15萬噸,礦井整合投產(chǎn)時(shí),配五組掘進(jìn)(其中一組為預(yù)備隊(duì))即可滿足正常接續(xù)。
參考文獻(xiàn):
[1]鮑仲慶,等.煤礦開采與掘進(jìn),北京:煤炭工業(yè)出版社,1994.4.
[2]張先塵,等.中國采煤學(xué),北京:煤炭工業(yè)出版社,2003.5.
[3]陸春元.煤田地質(zhì)學(xué),北京:煤炭工業(yè)出版社,1999.10.