发布时间:2023-09-22 18:14:33
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇煤矿采矿方法范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
煤炭在我国能源中占有很大的比重,煤矿作为不可再生资源,我们如果不好好开采利用,不仅是对资源的浪费更是对自然环境的破坏,采煤已经成为全球性的产业,但是不相协调的是采矿技术必将影响为哦过煤矿产业的快速发展。资料显示,在我国大约有118个因煤矿采矿而使得经济得到发展的城市,因此我国的煤矿采矿事业应坚持以人为本,走科学发展道路,提高我国煤矿产业的经济效益,减少资源浪费和环境污染,推进我国煤矿工业的可持续发展。对于目前我国煤矿采矿中存在的问题,应积极的找出原因并提出解决对策,把对资源的浪费降到最低。下面本篇就对我国煤矿的重要性进行分析,对提高我国煤炭开采率和实现煤矿可持续发展的问题上提出探讨性建议。
1.目前我国煤矿上面临的问题
1.1煤炭储量减少
1.2目前煤矿开采的安全性差经济效益低
我国是第一产煤大国,对于煤矿设备陈旧落后,又加上煤矿开采的地下条件复杂,再加上安全基础工作薄弱,我国的煤矿安全工作很不到位。煤矿采矿人员素质低、设备落后等都能造成煤矿事故频发,这不仅制约煤矿的经济效益,还严重危害了工作人员的安全健康,有碍我国煤炭事业的发展。
1.3采矿的环境资源成本高
要开采煤矿就要在矿区遣散居民,为的是保证人员的安全,因此煤矿开采设计很多的环境因素。煤矿的环境问题不仅有地面上的,还有地下水、温室气体、资源回收等,这些都是要考虑进去的。煤矿开采对土地资源以地表塌陷为主,污染水资源,对空气还造成污染。其实,好的煤矿采矿工作是需要付出很大代价的,不仅需要找准地理位置,还要负责对周边环境的资源保护。
2.探索新的煤矿采矿方法
2.1保水开采技术
保水开采技术就是在煤矿区对地下水保护性开采,其中包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容,以免煤矿采矿工作影响当地居民的正常生活,影响煤矿采矿区域植被生长,甚至是土地沙漠化。在对于煤矿的开采过程中,保证岩层中的地下水资源不浪费,保水开采技术的实施显得尤为重要。保水开采技术可以保证矿山开采时本身不受水害的威胁,控制煤层上覆岩层中的水分,保护地面和地下水体不受开采沉陷,浪费水资源,也延误煤矿的采矿进度,在煤矿开采的可持续发展观念上也有着重要意义。
2.2瓦斯和煤矿共采技术
在我国的煤矿开采技术中,瓦斯和煤矿共采技术主要有留巷钻孔法、卸压法等,瓦斯就是煤矿采矿中无色、无味的气体,是煤层中最好的清洁能源,加以利用就能变害为宝了(瓦斯在煤矿开采中容易爆炸)。瓦斯也就是煤层其,通常煤矿采矿中只有对瓦斯抽采之后才能够进入煤层采矿,因此好好利用瓦斯资源也是提高煤矿产业经济的好方法。
2.3发挥环保意识
煤炭是不可再生资源,煤炭开采对地表、生态还有空气直接造成了危害。煤矿采矿只有减少环境污染,才能带来良好的社会经济效益。必须在煤矿区内开采地下资源的同时,进行地面的环境保护和绿化作为补偿,实现地下与地面的一体均衡发展。因此,形成环保意识,大力推广煤矿采矿中的洁净生产,加强各种废弃物的综合利用,促进经济与环境的协调发展。
2.4把煤炭在地下气化
把煤炭在地下气化,实质就是把传统的物理开采方法转变为化学开采方法。气化就是物质由液态变为气态的现象,可以消除部分煤炭开采对环境的污染,还有煤炭燃烧对生态环境的不利影响。把煤炭在地下气化就是把埋藏在地底下的煤矿直接变为煤气,再通过管道把煤气供给给工厂等各类用户,使现有采矿的地下作业变为采气作业。煤炭在地下气化不仅减少采矿井下作业的危险,还减少了煤矿开采中对环境的污染,为我国经济的可持续发展最大限度的提供煤炭能源。
2.5煤层巷道支护技术
煤矿采矿之后,煤炭上覆岩层就会发生转移,很容易发生地陷等地质危害,采用煤层巷道支护技术就可以有效避免了。煤层巷道支护技术就是在煤炭开采中,将巷道尽可能布置在煤层中,从而减少出或不出矸石。由于煤矿采矿时井下地质条件的差异,还可将矸石作为采矿中的充填材料,不仅可以减少煤矿上井运输的成本,而且还可以减少因采煤造成的地表塌陷。
2.6煤矿采矿的科学管理
当前我国进入经济快速发展的时代,对煤矿的需求量逐渐增多,而且随着煤炭业的发展,煤矿生产工艺和技术也在不断的提高。煤矿采矿生产技术及采矿方法直接影响着煤矿产量、效率、安全性能以及煤矿的经济效益,如果其施工方式自身就存在着一定的不足,那么必然会给整个煤矿井生产带来巨大的安全隐患,轻则导致煤矿开采遇到故障而无法顺利开工,严重情况下甚至会导致煤矿垮塌等现象出现。因此,煤矿企业必须根据煤矿工程实际情况选择合适的煤矿采矿生产技术及采矿方法,并着力提高自身技术水平,以此确保煤矿采矿作业顺利、安全高效的进行。
一、煤矿井下采矿的注意事项
(一)煤矿井下采矿的基本要求
井下开采具有较强的经济成果,生产的效率比较高,开采的机械化程度比较高,在这个过程中采矿的成本比较低;另外这种采矿的方法比较灵活,具有较强的适应性,对环境的影响较小,能最大限度的减少对环境的破坏,甚至可以出现保护环境的效果。因此,在开采的过程中,一定要保证每个环节和生产环境的安全,以及提供健康、卫生的工作条件。
(二)影响煤矿采矿的主要因素
当前对煤矿的需求量比较大,而我国是一个矿石资源丰富的大国,为了更好地满足需求,采用煤矿井下开矿的方法进行开矿。第一,在拿到设计图纸之后应该对矿山进行必要的考察,防止出现设计不合理的现象,而影响煤炭井下开采;第二,为了更好地了解矿山开发的特点,提高开采的效率,应该充分重视矿山测量资料的利用率,从而为安全生产打下基础,防止在开采的过程中出现安全事故,影响开采工作的顺利进行;第三,按照矿山岩层和地表移动变形系数,对煤柱进行设计和修改,开展对建筑物和铁路下煤矿的勘探和设计,如果发现地表沉陷的问题要及时的预报,防止出现安全事故,保证整个矿山安全和谐的开采煤矿,实现矿山开采的可持续发展。
(三)煤矿井下采矿的步骤
在进行开采之前,要选择合理的开采的方案,剔除技术、经济和环境方面不合理的方案。对于没有设计缺陷的方案要进行经济比较分析,然后再将经济上存在缺陷的方案剔除,如果确定了一定最佳的经济可行的方案,则不必要进行经济的计算和分析,选择出最经济型的方案,保证企业的经济效益。
二、煤矿井下生产技术的主要概述
深矿井下开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征,深井作业场所工作环境的变化,深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备,深井冲击地压防治技术与监测监控技术,深矿井高产高效开采有关配套技术,以及深矿井开采热害治理技术与装备。
(一)“三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计,工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
(二)巷道布置采矿技术
巷道布置在煤矿井中起着至关重要的作用,巷道布置是否合理直接影响着煤矿井是否能够顺利生产,同时煤矿井巷道布置还直接关乎着煤矿开采成本,因此,煤矿企业必须仔细考察煤矿井的实际情况,并结合采煤方式,采煤技术科学合理的布置煤矿井巷道。
对煤矿巷道布置进行优化,是提高煤矿生产效益的重要手段。加强对煤矿巷道布置技术的研究,使其与煤矿开采技术、煤矿井作业条件等多方面因素有机结合,这样能够节省运输矸石所耗费的时间和成本。针对优化后的巷道布置,采取相应的开采技术,不仅能做到边挖掘、边开采,还能大幅度提高采矿效率,有助于进一步实现高产、高效采矿。
(三)降低矸石排放开采技术
改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。因此,研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有利措施,又减化了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。
具体分析如下:实行全煤巷布置单煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统要减化,同时实现中采与中掘同走发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置系统的优化,减化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率。
三、煤矿井下采矿方法的选择概述
采煤的方法必须是安全、经济、可靠的,要保证具有较高的回采率,因此提高回采率是关键环节。根据煤层的条件选择合适的开采方法,这种可以减少资源的浪费,减轻人工的体力劳动,很好的保护环境。因此,在进行开采的过程中应该注意以下几点:一是通常情况下,煤层比较理想的状态下,地质比较好的条件下,主要是采用综合开采的方法;二是对于煤层比较理想,但是可以实现顶板破碎的情况下可以采用放顶煤开采技术;三是对于煤层地段储存量不大,地质条件相对复杂的情况下,一般是采用普通的开采方式。
在进行煤矿井开采时,为了提高煤矿井的生产效率,实现高产、高效采矿,就必须选择高度集约化的开采技术,同时不断引进和研发各种高性能的采煤工艺、装备等;另外,还应根据实际情况对采矿技术进行不断优化,以便提高采矿技术的适用性和适用范围,从而使煤矿开采作业达到现代化生产水平。即若是开采的煤矿具有浅埋深、硬顶板、硬煤层的特点,则应针对性的采取埋深浅控制技术、硬顶板控制技术、硬煤层处理技术,将其有机结合以便形成一套高产、高效的现代化采煤技术。在开采缓倾斜长壁薄煤层时,应选择可靠性高、体积小且功率大的薄煤层采煤机或刨煤机,为了充分发挥采煤机的作用,还应选择合适的采煤机来加固采煤机的稳定性,同时根据开采的薄煤层和选择的采煤机实际情况选择相应的高效配套开采技术。
四、总结
综上所述,煤矿在进行开采的过程中,其产量、安全性与所使用的生产技术和采矿方式有着直接的联系。随着当前我国采煤的机械化技术进入全面发展的阶段,我国的煤矿采矿也逐渐广泛使用新的设备和新的工艺,煤炭企业的产量也在不断的增加,生产过程中的事故发生率则逐渐的减少,因此,煤矿井下的采矿生产技术以及采矿的方法必须要根据实际情况来进行选择,使得煤矿开采工作能够最大限度的保持生产的安全性、可靠性、高产性。
参考文献
[1]刘昕.浅谈井下采矿技术与方法的选择[J]城市建设理论研究,2012,(11).
中图分类号:TD163 文献标识码:A
煤矿开采技术和改革随着当今科技经济发展新形势以及地方煤矿的发展需求影响而必须面向经济建设主战场,使其能够在煤炭开采技术的前沿有立足之地,并且能够对解决煤炭工业工程的实际问题起到一定的作用。因此,如今越来越多煤矿采矿技术和开采方法被广泛应用,它们也会起到越来越重要的作用。
一、我国的煤矿
我国虽然说从油和气贮藏而言方面是一个相对贫乏的国家,但是我国的煤炭含量却是
相当的富有,在一次性能源中煤炭就占了70%左右。可以说,长期以来煤炭一直是我国一次性能源结构中的主要能源。越来越多的生态问题也随着煤矿越来越大的开采规模而被凸显出来,比如说像是建筑物和农田的大量被破坏、堆积成山的矸石、径流量逐渐减少的河川、严重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趋恶化、地下水中矿物内的有害物质越来越多等现象都是由于煤矿的开采而引起的。由此,采取合理的开采技术以及有效的开采方法和防止措施,这对于煤矿开采实施可持续发展战略也就显得尤为重要。
煤矿开采的中长期研究开发和技术储备是需要重点从事的工作内容,这样才能够保障采矿新技术能够紧随产业科技前沿步伐。将主导的核心技术定位于煤矿开采技术及配套装备,这不仅能使技术占领制高点,还能够保障煤矿产业的生存和发展。
二、适用于我国煤矿采矿中的新技术
生产能力较小的煤矿、复杂的地质构造引起的煤层赋存变化大、急倾斜煤层和薄煤层占了一定数量,这几点给许多地区的开采都带来了较大困难,因此,为了使矿井的高产高效得到提升,对于采矿技术的分析和开发就变得至关重要了。单一长壁采煤方法对于煤矿而言已经日趋成熟,像是放顶采煤技术、采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法应对急倾斜煤层、小阶段爆破落煤等采煤方法就是现今主要发展的几种方法。
(1)采煤技术中的炮采放顶煤。首先就是主要针对煤层厚度为5m以上的倾斜和急倾斜煤层的滑移支架放顶煤采煤法。是由顶梁和支柱两个部分组成滑移顶梁,顶梁和前梁弹簧钢上必须有前梁和后梁经过,或者说是与导向槽连接,且有2-5个数量不等的液压单体柱为其支架的支柱。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。这样的滑移顶梁支架不仅具有比例安全可靠的优势,而且还具有可以自移、较轻的质量、简单的结构、拆卸安置便利、较低本钱、较强适应性等优点。因此,这是适合广泛推广运用于中小型煤矿中的开采技术。但是,就工作面而言,其偏低且较差稳定性的支架初撑力和工作阻力,这是滑移支架开采所面临的主要难题。第二个就是二型钢梁放顶煤开采,它是将二型钢梁、单体液压支柱对棚架设的方式采用至二型钢梁放顶煤上作面支护,将放炮落以及人工破网放煤采用至工作面,并对其进行分别采放。这类应用比较适合于乡镇煤矿、煤层变化较大赋存条件或者是较低水平技术的地区。
(2)采煤技术中的伪倾斜柔性掩护支架采煤法。煤层倾角的大小决定了这种采煤法的工作面区段高度,其工作面的倾角会随着伪倾斜柔性掩护支架采煤法而变缓,加上其较长的工作面,从而其长壁采煤法巷道部署、生产系统简单以及掘进率低的相关系列特征都是由于具有缓斜、倾斜煤层导致的。为了达到隔开工作空间和采空区的目的,将这种采煤方法应用于掩护支架是极为合适的,它不仅能将复杂顶板的办理工作大大简化,还能够创建一个良好的条件保障生产安全,将工作面煤炭自溜,使得劳动强度减弱。对于开采倾角大于印而言这种伪倾角柔性掩护支架采煤法是最合适不过的了。
(3)采煤技术中的小阶段爆破落煤采煤法。将区段内煤体分成多个小区段而进行的无人员、无设备、无支护这样“三无”的工作面开采采煤方法被称之为是小阶段爆破落煤采煤法。对于开采倾角大于400的范围、厚度为3.5-7.5m且顶底板不易滑落的不规则煤层,最适用的采煤技术就是小阶段爆破落煤采煤法,比如说是低瓦斯矿井。较好的安全性、简单的回采工艺、较高的工效是它的优点特征,而相对的缺点就是较低的回采率、复杂的通风系统以及较困难的风流分配。
(4)采煤技术中的刨煤机采煤方法。刨煤机开采技术不仅对于煤炭生产效率的提升有着很大贡献,同时它也是中等及薄煤层开采初次进行成功的技术典范。其每刀截深根据煤的硬度可达到250mm,智能驱动系统是现今工作面输送机和刨煤机所广泛采用的系统,加上有支架控制系统的可靠配合,使得工作面采煤的全部自动化得以顺利实现。刨煤机相较于滚筒采煤机而言是比较简单的,滚筒采煤机是需要有专人根据可弯曲铠装输送机的平面进行“找平”,而刨煤机仅需要由一根无极绳对机体进行牵引,在可弯曲铠装工作面输送机上焊接导轨,使其割煤由工作面端头开始沿导轨滑行。
三、对采矿方法的简单分析
采矿方法发展到今天已经有超过100种,像空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法是目前最流行的以采矿过程中的地压管理方式为依据的三种方式。但是,当采矿方法运用不当时是会导致危险和危害出现的,以下将对其进行简单分析:
(1)为矿体开采带来不便与难度且使开采作业的危险性增加了一定幅度,这可能是由于矿体勘探的程度较低没有对埋藏情况和规模有清楚的了解、错误的对采场采准工程进行布置、对采准工程有欠缺或滞后等原因所引起的。
(2)冒顶、片帮、地压增大的隐患与危险等情况出现在开采作业中,这可能就是由于采矿方法或顺序不当所引起的。这不仅会使得不合适的开采工艺、复杂的安全生产条件以及顶板管理不方便等情况出现,严重的还会直接导致各种事故发生。
(3)地压在开采时增大、采场的顶板出现冒落、片帮、变形甚至被破坏的回采巷道等情况则是由于不合理的采场结构参数和回采顺序所导致的。
(4)人员由于回采工作面的人行通风天井与联络道没有贯通,使得他们进入回采工作面只能选择从出矿口进入,这样就无法保障他们的作业安全性。
(5)人员的通行会受间距过大的采场人行联络道影响而变得困难。
(6)由于不贯通的天井与上部中段平巷以及不畅通的通风条件,从而导致没有新鲜的风流进入采场,这样极易导致人员炮烟中毒事故的发生。
(7)人员由于采场作业在出矿口出矿或出矿中出现矿石悬空后进入而导致自身陷入矿石流中,从而引起伤亡事故的发生。
结语
采矿科学发展的主题永远都会围绕着采煤方法的完善和技术的进步,因为它不仅对煤炭开采的各环节变革有一定的促进带动作用,而且能够促使现代采煤的高产、高效、高安全性和高可靠性得以实现,将采煤技术和方法与现代的高新技术相结合就是其基本途径。
参考文献
[1]周思伟.倾斜煤层采煤方法与分析[J].中国新技术新产品,2010(02).
[2]吕文玉.薄煤层采煤方法优选与工作面长度优选研究[J].中国矿业大学(北京),2010.
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0040-01
采煤技术的进步和完善是采矿学科健康发展的重点。在如今科技迅速发展的时代,必将带动采煤工艺的发展,让采煤工艺走向现代化、科学化、效率化。现代采煤技术的方向是向着“四高”发展,即高产、高效、高安全性和高可靠性。其发展的基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合,研究开发出高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统,进一步改进和完善采煤工艺。
1:煤矿开采技术
1.1 壁式体系采煤法
根据煤层厚度不同,分别可以采用不同的采煤方法。一般来说对于薄及中厚煤层,一般采用一次采全厚的单一长壁采煤法;对于厚煤层,一般是将其分成若干中等厚度的分层,采用分层长壁采煤法。按照回采工作面的推进方向与煤层走向的关系,壁式采煤法又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法两种类型。
(1)走向长壁采煤法
走向长壁前进式或后退式采煤方法是矿井实际生产中常用的采煤方法,它对矿井生产有较大影响,根据不同的情况,选择切合实际生产需要的采煤方法,对矿井建设发展有重要意义。
①、前进式采煤法
前进式采煤法主要用于没有自燃倾向(或发火期较长)、没有突出危险性的煤层;这种采煤法先期投入少,只要构成系统就能较快形成采面,矿建周期短,可暂缓先期资金不足,有利于矿井滚动式发展。
②、后退式采煤法
后退式采煤法是将采面掘到预定位置,构成回采系统后由里
往外回采。不足是先期投入资金大,资金占用时间长,构成采面的时间较长,不利于资金周转;但不需留巷道保护煤柱,资源能充分利用,巷道维护量小,不存在窜联通风,采面往前推进,运输距离逐步缩短,效益逐渐好转。
(2)倾斜长壁采煤法
倾斜长壁工作面按推进方向分仰斜开采和俯斜开采两种。如煤质较硬或顶板淋水较大,一般宜用仰斜开采;如煤层厚度大,煤质松软容易片帮,宜用俯斜开采。回采工作面一般应朝大巷方向推进,即水平大巷上方的煤层用俯斜方式开采,水平大巷下方的煤层用仰斜方式开采,以利于工作面通风和巷道维护。
1.2 柱式体系采煤法
采空区顶板利用回采工作面采场周边或两侧的煤柱支撑,采后不随工作面推进及时处理采空区的采煤方法。其特点是工作面较短;经常多工作面同时生产,生产时多采用串联通风;煤回采工艺简单;运煤方向多垂直于工作面。
柱式体系采煤法分为3种类型:房式、房柱式及巷柱式。房式及房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一些煤房,煤房与煤房之间以联络巷相通。回采在煤房中进行,煤柱可留下不采;或在煤房采完后,再回采煤柱。前者称为房式采煤法,后者称为房柱式采煤法。
1.3 俯伪斜走向长壁分段密集采煤法
此方法宜用于煤层倾角为45°~65°的不稳定急倾斜薄及中厚煤层。采面呈伪斜直线布置,走向推进;密集切顶、档矸、隔离采空区和采面工作间;采面分段爆破采煤,自溜。
此方法提高了工作面煤壁的有效利用率,为进一步实现采煤机械化创造条件。但是工作量大,劳动强度大,区段煤柱的损耗高,通风差,易造成瓦斯残留。
1.4 “三下―上”采煤技术
“三下一上”采煤是指建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤。在建筑物下和铁路下采煤时,既要保证建筑物和铁路不受到开采影响而破坏,又要尽量多采出煤炭。在水体下采煤和承压水体上采煤时,要防止矿井发生突水事故,保证矿井安全生产。当然,在水库、蓄水池和运河等地面水体下采煤时,除要防止矿井发生突水事故外,还要保证它们不受到开采的影响而破坏。
1.5 急倾斜煤层开采技术
急倾斜煤层多为不稳定的复杂煤层,煤层倾角较大。开采较为困难,必须充分考虑支架稳定性,但与缓倾斜煤层相比,急倾斜煤层的顶板不易垮落。急倾斜煤层在我国的储量占煤矿总储量的40%,南方地区中有80%的煤矿属于急倾斜煤层,黑龙江四大矿区里也分布有急倾斜煤层。因此了解急倾斜煤层的开采对于我国的采煤工业发展具有重大意义。
1.6 柔性掩护支架采煤法
采区每翼走向长度为150~200m,采区间留8~10m的隔离煤柱。采区内沿走向划分成若干个倾斜带条,每个采煤带的走向宽度一般为26~38m,倾斜长度为80~100m。在每个采煤带内从下到上掘进4~6条相距6m的溜煤眼,相邻溜煤眼的间距可为8m,以便回采时采煤带之间留有2m的煤柱。采煤带内沿走向掘联络巷贯通各煤眼,以便通风与行人。上部区段汇丰平巷扩巷后在其中安装支架,支架比煤层厚度小0.5m左右,在支架下采用风镐或者爆破法破煤。
2 煤矿开采新技术应用
煤炭工业是国民经济的基础工业,它为许多重要工业部门提供原料和能源。对传统主要采矿方法的不断改进是地下开采工艺的发展趋势。如大间距集中化无底柱参数的进一步扩展,充填采矿技术中新的充填材料和充填工艺的研究,自然崩落法技术的完善与应用范围的扩展等等;针对特定矿体改进的采矿技术将会不断出现。近年来,我国煤炭工业发展取得了显著的效果,综采、综放技术,普采、炮采工艺有了极大地改进。立井施工中,一些矿区装备使用了大型绞车、提升机、井架钻架,深孔光面爆破,大型抓岩机,锚喷和滑模筑壁等机械化作业线,岩巷施工方面,以钻装锚机为主体的作业线,以凿岩台车、侧卸装载机为主的作业线已广泛采用,全断面掘进机正在积极推进中,深孔光爆、锚喷支护、激光指向等特色机械化施工工艺已取得了很好的效果,此外,施工管理技术方面也得到了不断改进和提高。
3 结语
煤矿生产开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异。我国煤层赋存条件多种多样,上世纪80年代采煤方法得到迅速发展,生产技术指标明显改善,普通机械化采煤工作面的装备发展较快,综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展。在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。。随着国民经济的发展,煤矿安全条件将进一步得到改善,采煤生产技术必将达到国际先进水平。开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
参考文献
[1] 张皓亮,张洋,刘战领。煤矿井下采矿生产技术及方法探讨[J].内蒙古煤炭经济3013.12;122.
中图分类号:TD823.49 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0324-02
煤矿开采技术和改革随着当今科技经济发展新形势以及地方煤矿的发展需求影响而必须面向经济建设主战场,使其能够在煤炭开采技术的前沿有立足之地,并且能够对解决煤炭工业工程的实际问题起到一定的作用。因此,如今越来越多煤矿采矿技术和开采方法被广泛应用,它们也会起到越来越重要的作用。
一、我国的煤矿的现状
我国虽然说从油和气贮藏而言方面是一个相对贫乏的国家,但是我国的煤炭含量却是相当的富有,在一次性能源中煤炭就占了70%左右。可以说,长期以来煤炭一直是我国一次性能源结构中的主要能源。越来越多的生态问题也随着煤矿越来越大的开采规模而被凸显出来,比如说像是建筑物和农田的大量被破坏、堆积成山的矸石、径流量逐渐减少的河川、严重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趋恶化、地下水中矿物内的有害物质越来越多等现象都是由于煤矿的开采而引起的。由此,采取合理的开采技术以及有效的开采方法和防止措施,这对于煤矿开采实施可持续发展战略也就显得尤为重要。
煤矿开采的中长期研究开发和技术储备是需要重点从事的工作内容,这样才能够保障采矿新技术能够紧随产业科技前沿步伐。将主导的核心技术定位于煤矿开采技术及配套装备,这不仅能使技术占领制高点,还能够保障煤矿产业的生存和发展。
二、适用于我国煤矿采矿中的新技术
生产能力较小的煤矿、复杂的地质构造引起的煤层赋存变化大、急倾斜煤层和薄煤层占了一定数量,这几点给许多地区的开采都带来了较大困难,因此,为了使矿井的高产高效得到提升,对于采矿技术的分析和开发就变得至关重要了。单一长壁采煤方法对于煤矿而言已经日趋成熟,像是放顶采煤技术、采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法应对急倾斜煤层、小阶段爆破落煤等采煤方法就是现今主要发展的几种方法。
(1)采煤技术中的炮采放顶煤。首先就是主要针对煤层厚度为5m以上的倾斜和急倾斜煤层的滑移支架放顶煤采煤法。是由顶梁和支柱两个部分组成滑移顶梁,顶梁和前梁弹簧钢上必须有前梁和后梁经过,或者说是与导向槽连接,且有2―5个数量不等的液压单体柱为其支架的支柱。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。这样的滑移顶梁支架不仅具有比例安全可靠的优势,而且还具有可以自移、较轻的质量、简单的结构、拆卸安置便利、较低本钱、较强适应性等优点。因此,这是适合广泛推广运用于中小型煤矿中的开采技术。但是,就工作面而言,其偏低且较差稳定性的支架初撑力和工作阻力,这是滑移支架开采所面临的主要难题。第二个就是二型钢梁放顶煤开采,它是将二型钢梁、单体液压支柱对棚架设的方式采用至二型钢梁放顶煤上作面支护,将放炮落以及人工破网放煤采用至工作面,并对其进行分别采放。这类应用比较适合于乡镇煤矿、煤层变化较大赋存条件或者是较低水平技术的地区。
(2)采煤技术中的伪倾斜柔性掩护支架采煤法。煤层倾角的大小决定了这种采煤法的工作面区段高度,其工作面的倾角会随着伪倾斜柔性掩护支架采煤法而变缓,加上其较长的工作面,从而其长壁采煤法巷道部署、生产系统简单以及掘进率低的相关系列特征都是由于具有缓斜、倾斜煤层导致的。为了达到隔开工作空间和采空区的目的,将这种采煤方法应用于掩护支架是极为合适的,它不仅能将复杂顶板的办理工作大大简化,还能够创建一个良好的条件保障生产安全,将工作面煤炭自溜,使得劳动强度减弱。对于开采倾角大于印而言这种伪倾角柔性掩护支架采煤法是最合适不过的了。
(3)采煤技术中的小阶段爆破落煤采煤法。将区段内煤体分成多个小区段而进行的无人员、无设备、无支护这样“三无”的工作面开采采煤方法被称之为是小阶段爆破落煤采煤法。对于开采倾角大于400的范围、厚度为3.5-7.5m且顶底板不易滑落的不规则煤层,最适用的采煤技术就是小阶段爆破落煤采煤法,比如说是低瓦斯矿井。较好的安全性、简单的回采工艺、较高的工效是它的优点特征,而相对的缺点就是较低的回采率、复杂的通风系统以及较困难的风流分配。
(4)采煤技术中的刨煤机采煤方法。刨煤机开采技术不仅对于煤炭生产效率的提升有着很大贡献,同时它也是中等及薄煤层开采初次进行成功的技术典范。其每刀截深根据煤的硬度可达到250mm,智能驱动系统是现今工作面输送机和刨煤机所广泛采用的系统,加上有支架控制系统的可靠配合,使得工作面采煤的全部自动化得以顺利实现。刨煤机相较于滚筒采煤机而言是比较简单的,滚筒采煤机是需要有专人根据可弯曲铠装输送机的平面进行“找平”,而刨煤机仅需要由一根无极绳对机体进行牵引,在可弯曲铠装工作面输送机上焊接导轨,使其割煤由工作面端头开始沿导轨滑行。
三、对采矿方法的简单分析
采矿方法发展到今天已经有超过100种,像空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法是目前最流行的以采矿过程中的地压管理方式为依据的三种方式。但是,当采矿方法运用不当时是会导致危险和危害出现的,以下将对其进行简单分析:
(1)为矿体开采带来不便与难度且使开采作业的危险胜增加了一定幅度,这可能是由于矿体勘探的程度较低没有对埋藏情况和规模有清楚的了解、错误的对采场采准工程进行布置、对采准工程有欠缺或滞后等原因所引起的。
(2)冒顶、片帮、地压增大的隐患与危险等情况出现在开采作业中,这可能就是由于采矿方法或顺序不当所引起的。这不仅会使得不合适的开采工艺、复杂的安全生产条件以及顶板管理不方便等情况出现,严重的还会直接导致各种事故发生。
(3)地压在开采时增大、采场的顶板出现冒落、片帮、变形甚至被破坏的回采巷道等情况则是由于不合理的采场结构参数和回采顺序所导致的。
(4)人员由于回采工作面的人行通风天井与联络道没有贯通,使得他们进入回采工作面只能选择从出矿口进人,这样就无法保障他们的作业安全性。
(5)人员的通行会受间距过大的采场人行联络道影响而变得困难。
一、引言
随着整个社会对煤矿需求量的增加以及科学技术的进步,在煤矿采矿中,为了提高效益,促进煤矿开采的发展,提高开采的效益,运用新技术和新的开采方法是一种必然趋势。文章主要结合煤矿采矿的实际情况,对新技术和新开采方法进行了探讨分析。
二、煤矿采矿的新技术
煤矿采矿是一项比较复杂的工作,同时也存在着较大的风险。在很多的地方,由于设备较差,技术水平不够,煤矿的生产能力比较小,并且地质构造复杂,薄煤层和急倾斜煤层较多,给开采工作带来了很大的困难,为了提高开采效益,需要采用新技术,以达到最好的效果。
1、炮采放顶煤采煤技术。该技术的运用比较广泛,主要包括以下两种类别。第一、滑移支架放顶煤采煤法。滑移顶梁包括两个组成部分:顶梁和支柱。前梁和后梁是通过顶梁、导向槽或者是前梁弹簧钢进行连接的,支架的支柱是液压单体柱,数量不完全相等,一般是2—5个。滑移顶梁支架具有多方面的优点,既安全又可靠,并且结构简单,质量较轻,能够自由移动,拆卸和安装方便,成本低廉,适应性强,在施工实践中具有广泛的运用。一般来说,当煤层厚度大于五米的时候,可以采用这种方法开采,它主要适用于倾斜和急倾斜煤层。第二、二型钢梁放顶煤开采。该方法的支护使用的是二型钢梁,运用单体液压支柱架设棚,工作面采用放炮落,人工破网放煤。如果煤层条件较差,或者技术水平较低,可以采用这种方法进行煤矿开采。运用二型钢梁对棚进行支护,运用放炮落煤,并且需要及时支护。对于放顶煤,采用分段、多轮作业方式,为控制放顶煤量,可以采用人工堵口的方式。
2、伪倾斜柔性掩护支架采煤法。该方法的工作面较长,倾角比较缓慢,其生产系统具有简单、掘进率低等特点。该方法将工作空间和采空区隔开,不仅简化了管理工作,还保证了生产的安全,降低工人的劳动强度,主要适用于开采斜角煤层。埋藏稳定、煤层厚度变化不大的可以运用该方法进行开采。在回采的过程中,回风巷需要将支架不断的接长,而进风巷的支架则需要不断的拆除。当工作面到达采区附近,则需要将支架全部回收。
3、小阶段爆破落煤采煤法。使用该方法,首先将区段内的煤层分成多个小区段,并且,在工作面没有施工人员,施工设备和支护措施。该方法主要适用于开采倾角大于四十度的情况,煤层厚度在3.5—7.5米之间,并且顶底板不容易滑落,不规则的煤层。它具有安全性强、回采工艺简单、工作效率高的特点。但是它也有回采率低、通风系统比较复杂等缺陷与不足。
4、刨煤机采煤方法。该技术最先在中等和薄煤层开采中得到了运用,适应了开采的实际,大大的提高了开采的效率。它的切割速度可以达到3m/s,功率可以超过800kW,每刀的切深可以达到25cm。刨煤机的开采系统简单,工作效率高,适应了煤矿开采的实际,能够收到良好的开采效果。目前,在实际工作中,采用智能驱动系统来驱动刨煤机,并采用可靠的支架控制系统,从而有利于实现采煤的自动化。此外,支架的前移也能够实现自动化,从而增加了支架的可靠性,也提升了整个系统的自动化。在适用范围上,刨煤机可以适用于特薄煤层的开采,最小的开采厚度可以达到0.6m。为了提高稳定性,便于实际操作和维修,采空区一侧的刨煤机导轨和附件需要焊接在输送机上面。为了减少粉尘的产生、防止部件过分磨损,还有必要安装刨煤机水平控制系统。
三、煤矿采矿的开采方法
就煤矿采矿开采方法来说,它包括很多种类,在施工中运用得比较多的,效果比较好的包括以下几种。
1、井下采煤。如果煤层的倾角大于十度的话,一般采用水平开采,对每一水平又将其分为若干的采区。先完成第一水平的开采,然后再进行下一水平的开采。对于近水平煤层的开采,应该将其划分为几个盘区,先开采中间的煤层,再开采较远的煤层。如果存在多个煤层,先开采第一水平最上面的煤层,再自上而下进行开采,开采完成之后,再向第二层转移。井下采煤又可以分为旱采和水采,水采的运用十分少,运用得多的是旱采。旱采又包括壁式和柱式两种采煤法。壁式采煤法产量大,效率高,柱式的支护费用低廉,节省成本,但是回采率也比较低。
2、露天采煤。对于露天采煤,通常将井田划分为若干水平分层,自上而下逐层开采。首先将岩煤松动破碎,然后使用采掘设备将岩煤整体采出,并通过运输设备运往指定地点。露天采煤具有生产空间不受限制,能够使用大型机械设备,生产效率高、开采成本低等特点。此外,资源的回采率比较高,可以对资源实现有效的利用,安全隐患小,可以最大限度的保护作业人员的安全。但是,露天采煤往往会占用大量的土地,也会对环境造成污染。
3、急倾斜煤层采煤。运用该方法采煤的时候,首先应当对采区进行合理的划分,尽可能的加大采区的尺寸和煤炭储量,在进行采区划分的时候,应该考虑生产设备和回采工艺的要求,进行合理的划分。为了使开采顺利进行,适当的加大采区的走向长度和阶段的垂直高度。在施工中,还要改进巷道的布置,优化生产系统。巷道布置一定要满足安全生产的各项要求,保证良好的通风性能。
四、结束语
总之,在煤矿采矿实际工作中,运用新技术和新开采方法具有重要的现实意义。它能够减少事故的发生,提高煤矿采矿的效益,促进整个煤矿采矿的发展。今后在实际工作中,要围绕煤矿采矿的实际情况,不断完善开采技术和开采方法,进而带动煤矿采矿的变革,提高煤矿采矿的安全性和可靠性,促进现代煤矿采矿的高产和高效,提高采煤的综合效益。
参考文献
[1]浦鹏.采矿新技术在乡镇煤矿中的应用[J].科技信息,2007(4)
[2]张继军.采矿新技术在小煤矿中的应用[J].黑龙江科技信息,2011(23)
[中图分类号] TD82 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-12-16-1
伴随着我国煤矿资源总量的不断减少,研究煤矿开采的新技术和新方法,已经成为一种必要的途径。只有保证煤矿开采的过程中,采用先进的技术和方法,才能有效的减少开采过程中煤炭资源的浪费,提高开采的效率,并且加快煤矿开采的速度,保证开采过程的安全性,实现煤矿资源的可持续开发利用,为我国工业企业和国民经济的发展提供有效的保障。
1我国煤矿资源概述
我国是一个煤矿资源蕴含量极大的国家,煤炭资源占一次性能源总量的百分之七十,可见,我国的煤炭资源是极其丰富的[1]。但是,改革开放以来,我国的煤炭资源总量却在日益减少,这主要是由于工业企业缺少可持续发展的意识,造成煤炭资源的浪费严重,加之当时的采矿技术和方法还不先进,在采矿的过程中也造成了很多资源的浪费。但是,伴随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,社会对煤炭资源的需求量也在日益扩大,这就促使国家和各工业企业都在不断寻求开采煤矿的新技术和新方法,以最大程度的减少资源的浪费,实现煤炭资源的可持续开发利用。
2我国煤矿开采的新技术
由于我国的煤矿资源具有分布不均的特点,并且不同地质条件下的煤层分布也是不同的,这就导致煤矿开采的难易程度不同,因此,在进行煤矿资源的开采中要根据煤矿资源的分布和地质条件的特点,综合考虑各方面的制约因素,来进行煤矿的开采,保证最合理的煤矿开采技术。以下,将介绍几种主要的煤矿开采技术。
2.1刨煤机采煤技术
刨煤机采煤是进行煤矿开采的一种新技术,这种技术采煤的效率相当高,能够为煤矿的开采节省很多的时间,并且节省人力物力的投入。
刨煤机采煤技术主要适用于开采浅层和中层的煤矿,每次刨煤的深度为0.25米,并且刨力相当之大。当前的刨煤机采煤技术同过去的刨煤机采煤相比较具有了新的功能和特点,变得更加智能化和人工化,不再需要采矿人员去寻找刨煤的平面,刨煤机自身就能够找出适合的刨煤平面,不仅为采煤工作节省了大量的人力和物力,还使刨煤工作变得更加可靠[2]。
目前,这种技术被广泛的应用于煤矿的开采中,并且刨煤机采煤技术还在朝着更加智能的方向发展,相信将来会成为煤矿开采中的主流技术。
2.2炮采放顶煤技术
在煤层的厚度高于五米时,通常采用这种炮采放顶煤技术。这种技术,通常由两部分组成,即顶梁和支柱。这种技术相较于其他的采煤技术具有更高的安全性和可靠性,支架不仅结构简单,相当牢固安稳,并且还可以进行移动,非常的方便。另外,制作顶梁和支柱只需要投入很小的成本,在中小型煤矿的开采中,炮采放顶煤技术被作为首选的采煤技术。
2.3小阶段爆破落煤技术
在煤层厚度在五米左右,煤层倾斜的角度大于40%时,通常会采用这种小阶段爆破落煤的技术。在使用这种技术进行采煤时,首先要将煤区划分为几个小段,之后再对这些小段进行爆破采煤。同以上两种技术相比,小阶段爆破落煤技术采煤的效率非常高,而且具有更高的技术要求,但是在完成爆破之后,煤矿的回采率是相当低的,也就是说可能造成资源的浪费,不利于煤矿资源的可持续开发。在使用这种技术进行采煤时,尤其要注意的是,在爆破时务必要保证爆破区没有工作人员、施工设备,严格确保施工的安全性,因此,这种技术主要被应用于煤矿分布比较偏远的中小型煤矿的采煤中[3]。
3煤矿开采方法
3.1露天采煤
在煤矿资源分布在地表的矿区,主要会选用这种方法。由于煤层直接分布在地表,进行开采时,可以使用大型的机械设备进行施工,不仅开采的空间大,而且工作面也相当之大,会很大程度的提高煤矿开采的效率,减少开采过程中的安全隐患,并且露天采煤这种方法,煤矿资源的回采率是极高的,对于实现煤矿资源的可持续开发利用具有重要的意义。但是这种方法耗费的人力物力较多,并且会对自然资源产生严重的破坏,不利于环境保护。
3.2井下采煤
井下采煤是煤矿开采中常用的一种方法,这种采煤方法对于施工的顺序具有很高的要求。在开采之前,首先要将煤区划分为若干个区域,之后按照每个煤区的远近进行开采,主要是依据由近及远的原则。另外,若遇到煤层较多的情况,要按照从上至下的原则来进行开采。所以说,这种采煤方法对顺序的要求很高。相比较于露天采煤,这种采煤方法存在更多的安全隐患,经常会产生煤矿的坍塌事件,给采矿人员造成严重的生命安全威胁。
4总结
通过上文的阐述,我们能够总结出煤炭资源在我国社会经济的发展中占据着重要的地位,可以说是工业发展的血脉。在我国资源危机日益严重的情势下,对采煤技术和方法进行改革和创新是一种势在必行的趋势。采矿部门在进行煤炭资源的开采时,要严格按照煤区的地质条件特点,制定出最佳的开采技术和方法,使开采的效率达到最高,为工业企业的发展提供有效的煤炭支持,保证国民经济的正常发展。另外,选择正确的煤炭开采技术和方法,还能够降低施工过程中的安全隐患。因此,应该不断加强采煤技术的改革和创新,为我国社会经济的发展提供更加有效的保证。
参考文献
0 引言
煤矿深部开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、 原苏联、 波兰等)十分关注的问题之一。随着我国煤矿开采规模的扩大,开采深度的逐渐增加,深部开采中遇到的各种技术问题日益增多,对当前的煤矿生产和今后矿井建设的影响日趋严重。因此,研究深部开采问题,对安全、 经济、 合理地开发深部煤炭资源无疑有特别重要的意义。
1 国内煤矿深部开采的现状
煤炭资源从浅部开始开采,随着煤炭采出,开采煤层的埋藏深度必然要增加,开采规模扩大和机械化水平提高加速了生产矿井向深部发展。煤矿深井开采是世界上大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题,我国东部地区经济发达,能源需求量大,矿井延深速度快,一些国有煤矿已开始转向或即将进入深部开采。
2 煤矿深井开采的发展前景
煤矿深井开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、俄罗斯、波兰等)十分关注的问题之一。它们在深矿井开采的地压控制、制冷降温以及瓦斯管理等方面做了大量研究,并取得了许多成功的经验。我国是世界第一产煤大国,据煤炭资源开发和资源保护研究指出,在我国预测总储量中73.2%埋深在1000m以下,浅部储量较少。随着我国煤矿开采规模的扩大,开采深度的逐渐增加,深部开采已经成为煤矿生产的必然过程。
3 煤矿深井开采的主要特征
3.1 地压大
(1)原岩应力。(2)岩体塑性大 。(3)矿山压力显现剧烈。
3.2 地温高
一般情况下,地温随深度增加而呈线性增加,其增高率用温度梯度(℃/hm,hm=100m)表示。在深矿井开采中,矿井温度一般都比较高,会影响人体健康,有时甚至会远高于人体所能承受的最高温度。
3.3 矿井瓦斯大
(1)矿井瓦斯(绝对)涌出量大。(2)瓦斯突出(煤与瓦斯突出)频度大,突出的量大。
4 煤矿深部开采存在的问题
4.1 煤岩破坏过程强化,冲击地压危险性增加
我国发生冲击地压的深度在200~1000m,由于开采深度的增加,煤岩体应力升高,有冲击地压危险的煤层数量增加,有冲击地压的矿井逐渐增多。发生冲击地压矿井50年代为7个,60年代为22个,目前已增加到33个。经调查发现,冲击地压发生的次数、强度和危害程度随深度的增加日趋严重。
4.2 瓦斯压力增高,煤与瓦斯突出危险严重
我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一,截止1986年,已发生突出的矿井200多个,突出次数约为12000次,约占世界发生总突出次数的1/3。从国内外开采实践上看,矿井深部开采时瓦斯涌出量一般比较大,煤与瓦斯突出的问题已成为深部开采中不容忽视的重要问题。经研究表明,我国煤矿煤与瓦斯突出有随采深增加而瓦斯压力增高,瓦斯涌出量增大的趋势。
4.3 矿井生产费用升高,经济效益下降
随着采深的增加,勘探强度加大,地压、地温升高,冲击地压及煤与瓦斯突出危险增大,相应的要采取一系列措施,如增加设备,加强支护等。同时,井下需要维修的巷道长度增加,到工作地点的距离和时间增加,提升高度大、时间长,主副井提升系统、排水系统环节增多,通风系统趋于复杂。这些都导致煤炭生产成本增加,吨煤成本生产费用提高,经济效益迅速下降。[1].
5 煤矿深部开采矿压显现规律与控制
5.1 煤矿深部开采矿压显现的基本特点
开采深度的增加是矿井生产的自然规律,随之而产生岩石温度增加,地压增大,岩石破坏过程强化,巷道围岩变形剧烈,冲击地压强度增大和频度增加等自然现象。它将严重影响着煤矿的安全生产和经济效益。
深部煤层开采复杂化的主要影响因素是矿山压力,在高应力作用下,围岩移动更为剧烈,巷道产生变形和破坏也更为严重,巷道围岩变形速度快、变形量大,巷道周边变形范围大;巷道对支架的工作特性要求高,初撑力、工作阻力和可缩量均大,即使开掘在底板岩石中的巷道,用拱形金属支架和各种结构封闭式支护的巷道有时也遭巨大变形。巷道从使用期间维护困难已发展到掘进期间维护困难,掘出后废弃的巷道增多,巷道掘好后不久将失稳,围岩收缩变形较大,其巷道稳定性随深度增加而逐渐恶化,使深部巷道的维护费用剧增。
5.2 煤矿深井巷道的矿压控制
1)优化巷道布置
采准巷道的布置应避开煤柱集中应力、构造集中应力、采动应力的影响,选择在岩性较为稳定的岩石中。深部采区主要准备巷道应以岩巷为主或至少布置一条岩巷。随着深度的增加,回采工作面推进后煤体塑性区增加,致使区段煤柱留设宽度随之增加,为保证采区回收率,减少巷道维护,工作面回风(运输)平巷宜采用无煤柱护巷的形式。巷道施工在遇到以压应力为主的褶曲、逆断层时,巷道方向尽量与褶曲轴或断层走向垂直或斜交;在遇到以拉应力为主的正断层时,巷道方向则与断层走向一致或斜交,从而达到减小矿压显现的目的。回采巷道布置的方位应使工作面离开断层推进,使采区一翼内工作面同向推进。避免巷道相向掘进和巷道近距离平行布置,减少相交巷道(或避开锐角),从而减小应力集中,减少发生冲击地压的危险性。
2)改革巷道支护形式
对国内外大量深井开采矿井的研究表明,布置在中硬以下岩层中的巷道变形破坏严重(特别是受采动影响后),当采深在800~1000m以上时,在中硬及中硬以上岩层内布置的巷道,若采用传统的支护方式,巷道维护仍很困难。因此,深井中,除要求合理布置巷道位置外,还应根据深井矿压特点,巷道支护必须满足既能加固围岩又能提供较大的支护力、具有较大的可缩性和一定的初撑力等要求,根据围岩状况和巷道条件,采用不同的支护形式。
5.3 煤矿深井回采工作面的矿压控制
1)深井回采工作面矿压控制的特点
深部采场矿压控制特点由深部采煤工作面顶板岩性变化特点和可能发生的冒顶事故类型决定。经调查,深矿井开采煤层的顶板岩性变化随着采深增加,顶板岩层有逐渐变碎和强度降低的趋势;随采深增加,断层、裂隙、层理和节理逐渐发育,同一层位的岩层分层厚度逐渐变薄,弱面增多,采场顶板悬顶长度逐渐减小,由不容易垮落变得容易垮落;在顶板岩层变碎和强度有所降低的情况下,深井采场出现漏垮型冒顶事故的可能性加大。[2]
6 结论
煤炭资源从浅部开始开采,随着煤炭采出,开采煤层的埋藏深度必然要增加,开采规模扩大和机械化水平提高加速了生产矿井向深部发展。问题是不仅是目前一些深矿井面临的问题 ,而且从长远看 ,它将是我国今后进一步开发利用深部煤炭资源的带有战略意义的问题。煤矿深部开,巷道无论采取何种支护方式,巷道断面的设计都应考虑顶底板的移近量和巷道断面的收缩量;扩大巷道断面和巷道高度,一般断面增加20 %~35 %,中高增加30 %以上。减少围岩变形量的有效措施。一是增加支撑强度;二是采用混合支护 ,如锚、 支、 锚、 网、 喷等支护方法。
中图分类号:X752 文献标识码: A
煤矿开采方法与技术的合理化应用不仅关系着现代煤矿开采的效率与安全性,还直接影响着煤矿企业的经济效益与可持续发展。在当前煤矿开采规模不断扩大的条件下,煤矿开采技术已逐渐朝向集约化、精细化与机械化方向推进,特别是部分大型开采设备的应用,大幅度改善了煤矿企业生产的安全性,促进了煤矿生产自动化程度的提高。因此,加强有关煤矿采煤方法与技术的分析,对于改善煤矿生产的质量具有重要现实意义。
1煤矿采煤方法与技术分析
煤矿采煤技术研究直接影响煤矿生产效率,对采煤技术进行合理化管理也能有效提高煤矿的采煤效率,针对不同煤层的分布情况,企业实际人员可以根据煤矿生产情况的不同设计出有效、合理的采煤方式。
1.1长臂采煤法
针对煤层分布理想、煤储量大、地质条件优质的煤田,煤矿企业采用长壁采煤技术,其主要特征就是对工作面进行长壁推进、长壁布置。为了提高开采作业稳定性,在采空区预留煤柱的空间,在开采推进出一段距离后,保留一部分煤柱,从而达到促进间歇性推进的目的。现阶段,长壁采煤的主要方法工艺有三种,分别是:炮采、综采、普采。这三种工艺的区分方式是以机械化程度的不同为标准,在煤矿采煤时具体采用何种工艺按照煤层分布的实际情况进行选择。
a)炮采主要针对较薄煤层及边角煤层块段,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层破碎,通过人工装煤或机械运煤方式进行运输。煤矿顶板采用摩擦式金属支柱对煤矿进行安全防护。炮采机械化程度不高,所以工作效率不高;
b)综采是一种机械化程度较高的采煤方式,其中采煤、装煤、运煤及防护装置都是使用机械化手段。综采是一种全机械化的采煤技术,其生产效率也优于另外两种采煤方式;
c)普采主要针对煤层块段,在储量小、地势复杂的环境下,普采的机械化程度较高,通常使用采煤机完成落煤及装煤,运煤及顶板防护装置与炮采工艺相同。
1.2倾斜长壁采煤法
倾斜长壁的采煤技术与长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况方面存在一定差异。在基础设备相同的情况下,倾斜长壁采煤法不需布置采区,所以采煤区投产速度快,同时倾斜开采有利于地下积水进入采空区,导致排水作业量减少。从另外角度来看,倾斜采煤工作面受到煤层倾角的分力作用,导致顶板的悬臂岩层向采空区移动,使顶板岩层具有拉力作用,有利于采煤作业顶板的管理。
1.3条带开采技术
条带开采技术,也被称为保护性开采技术。首先将煤层进行按条带划分,通过开采1条,保留1条的方式,使得保留下来的条带能保持稳定,从而有效降低煤矿采动影响的危害。在保证地表建筑物可靠的前提下,条带开采技术对防止地表下沉有很好作用。在区域内进行条带区分首先要做的是研究该区域内地表移动情况,以保证条带划分的科学性,提高预留条带的价值。条带开采技术优点是投入设备简单,经济性好,其缺点是开采资源的回收率低。
1.4放顶采煤技术
放顶煤采煤法就是在厚煤层中,沿煤层(或分段)底部布置1个采高2m~3m的长壁工作面,用综合机械化采煤工艺进行回采,利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方(或上方)放出,并予以回收的一种采煤方法。放顶采煤技术是针对煤层较厚的矿区,主要通过在煤层底部开采1个工作面,然后使用普通采煤方式回采煤炭,利用煤矿的压力,把顶煤破碎部分放出。这种采煤方式的优点就是经济性好、工作效率高,缺点就是煤炭回收率低,该方法能作为辅助技术,与条带开采技术进行融合运用。
1.5离层注浆技术
离层注浆技术是当前采煤工作中的重要采煤技术,其主要用于调整覆岩及地表下沉速率,基本操作步骤为:对地面采空区上部的覆岩进行钻孔处理,利用高压将液体填充材料通过钻眼充填到采空区中,以减小采空区下沉。同直接在采空区填充浆液的方法相比,离层注浆技术的施工不在井下开展,对于安装好的生产系统不会产生影响,且该技术具有更高的煤炭回收率和经济性
2煤矿采煤方法与技术选择的影响因素及选择原则
2.1煤矿采煤方法与技术选择的影响因素
a)经济性因素。煤矿生产的经济效益是采煤方法选择的重要考虑因素之一。先进的采煤设备应用需大量成本投入,依据投入与产出之间的关系,恰当选择采煤方法与技术是保证煤矿开采高效益的基础。在采煤方法选择时,还需对材料供应状况进行分析,如对于假顶材料及填充材料的取材成本能否有效降低,材料可否进行就地取材等;b)技术性因素。技术水平,尤其是生产设备供应及装备水平等是采煤方法选择的限制性条件因素。在现代科技水平的不断发展下,国内的采煤方法与采煤技术也在不断创新,高效、高可靠性与安全性的采煤方法也会逐渐涌现;c)地质条件因素。(a)煤层地质构造。当煤层地质条件比较稳定时,通常采用综采,而当煤层条件不稳定时,通常采用普采;在采煤方法选择前应先勘察开采区域内的地质构造状况;(b)煤层厚度。要根据煤层厚度的不同选择对应的采煤方法,对于厚及特厚煤层应选用分层开采的方法,对于中厚或薄煤层应采用一次采全厚的方法;煤层厚度在一定程度上还会对采空区处理方法产生影响;d)煤层的自燃状况及含水率。当煤层含水率较高时,在开采前应先安置排水系统,并依据煤的自燃特点考虑是否需采取防火灌浆等防护措施;e)围岩及煤层特点。围岩的稳定性、煤层结构特征与硬度等都会对采煤方法的选择产生影响,且会干扰采区参数的确定;f)煤层倾角。其不但会对采煤工作面的运煤方法及落煤方式产生影响,还会干扰通风及航道布置等参数的设定。
2.2煤矿采煤方法与技术选择的原则
a)高效经济性原则。当前,先进化大型开采机械设备已在各类煤矿开采中广泛应用,其对于多变的开采环境具有较高适应性,能确保煤矿生产安全,且能大幅度改善煤矿生产效率。对比而言,先进机械采煤设备具有更高的自动化水平,但对于小型煤矿开采等作业便不适宜采用此种大型开采设备。在煤矿生产中,为节省成本,应依据当前企业的生产规模与状况,合理确定采煤方式,以提高人员的优化配合水平,利用多种采煤技术并行的方式降低成本[2];b)高采出率原则,在采煤技术选择时同样要考虑资源回收率等因素。为减低采动有害影响,应尽量减小回采率,即选用的采煤方法应确保煤矿的高采出率,以降低煤炭资源不必要的损失,改善煤矿生产效率,从而提升资源回收率;c)绿色安全性原则。绿色安全就是指在煤矿生产运行中,应确保开采作业的安全性,且应尽量减小对工作环境及地质环境的破坏,选择最优组合的综采机械;在开采前应先勘察煤层分布结构,以确定选用有效开采方式;分析采动影响程度及特征,重点考虑地表变形与移动的影响和特点,全面模拟分析煤层分布关键部位的地质环境变化状况,以促进采煤方法选择的合理性,提高煤矿生产安全性.结束语
综上所述,煤矿开采方法与开采技术的选择将直接关系着煤矿生产的安全性与经济性,因此,相关技术与研究人员应加强有关煤矿采煤方法与技术的研究,总结煤矿采煤方法选择影响因素及各采煤方法应用要点,从而提高煤矿产业的采煤效率。加强煤炭技术也能提高煤矿企业的核心竞争力,从而提高企业的经济效益和社会效益。
下面,我讲四点意见。
一、充分肯定我市近年来煤矿安全生产取得的成绩
1999年以来,按照全国、全省的统一部署,我市持续开展了关井压产、关闭整顿小煤矿、安全专项整治、安全程度评估、安全现状综合评价、实施安全许可制度和瓦斯集中整治等一系列活动,对全市煤矿进行了卓有成效的治理整顿,促进了全市煤矿安全生产状况持续稳定好转。这一系列活动是国家和省调整煤炭经济结构,促进煤矿安全生产的重大举措。
据统计,“十五”前四年全市煤矿年平均死亡25.75人,比“八五”期间减少20.25人,比“九五”期间减少40.25人,2001年、2002年、2003年、2004年的死亡人数分别比2000年下降了50.0、50.0、75.9、46.55。百万吨死亡率呈总体下降趋势,2000年为27.43,2001年为15.89,2002年为12.22,2003年为8.99,2004年为12.24。从1999年实施关井压产政策到2005年7月底,关闭取缔非法、布局不合理以及不符合安全生产基本条件的矿井714处,全市煤矿数量由1998年底的近900处减少到目前的175处,矿井生产规模得到明显提升。
今年以来,在各地、各有关部门的共同努力下,前7个月的煤矿安全生产工作取得了新的进展。国务院、省政府、市政府一系列会议召开和文件下发之后,在过去工作的基础上,各地、各有关部门加大工作力度,推动了煤矿瓦斯治理和各方面工作的落实。到7月底为止,全市煤矿发生事故4起、死亡7人,与去年同期相比,事故起数和死亡人数分别下降60、53.33。今年至今尚未发生一起瓦斯事故,而去年同期发生瓦斯事故2起、死亡4人。
二、清醒认识我市煤矿安全生产存在的突出问题
客观地讲,我市煤矿为国家经济建设作出了积极贡献。特别是经过近几年的整顿、规范、提高,全市煤矿在生产规模、安全基础等方面都有了明显改善,但我市煤炭经济增长的质量和效益总体上仍然粗放低下,多年来所积累的一些深层次矛盾和问题依然存在,与新型煤炭工业化的要求很不适应。采煤方法落后、资源回收率低、生产技术水平低下、安全生产无保障等问题,已成为制约我市煤炭工业可持续发展和安全生产的主要障碍。
自2000年以来,随着国家经济的逐年回暖,煤炭市场随之好转,煤炭价格大幅攀升,因而刺激煤矿企业不顾安全生产条件和生产能力大干快上。一些矿主甚至采取阳奉阴违的卑劣手段,或明或暗,强行生产。政府监管、矿主利益与安全生产之间的矛盾日益突出,主要表现在:
(一)煤矿数量多、井型小,生产技术水平低下。我市煤矿生产方式落后,安全生产条件先天不足,多数矿井是在特定的历史条件下上马的,在能源短缺时期,借助“先上马后备鞍”、“少投资快出煤”、“有水快流”的政策,大量矿井应运而生。国家没有对这些矿井进行任何投入,多数矿井的生产环节和安全设施均达不到《煤矿安全规程》的要求,造成整个矿井生产安全条件先天不足。这些矿井投入生产后,虽然对缓解当时我市及周边地区煤炭供应紧张的局面起到了积极作用,但落后的、粗放的、掠夺式的开采方式,不仅浪费了大量煤炭资源,而且造成了矿井安全状况的恶化。虽然经过连续几年的治理整顿,淘汰了一大批落后的生产能力,但矿井仍然偏多、规模偏小,产业集中度低,生产力水平落后。
(二)采煤方法落后,煤炭资源浪费严重。目前,全市仅有极少数矿井的个别采区实行壁式开采,而且做不到长期坚持,绝大多数矿井仍沿用非正规采煤方法。由于绝大多数矿井开采方式落后,资源回收率仅有20左右,全市每年煤炭产量在260万吨左右,而每年动用资源在1300万吨左右。随着煤炭需求增长,产量增加,如不改革采煤方法,提高煤矿资源回收率,煤炭资源浪费状况将进一步加剧,我市煤炭资源将加速枯竭。
(三)非法开采、违法违规生产难以禁绝。近年来,我市发生的各类事故,暴露出一些矿主在高额利润的诱惑下,无视法律法规、无视政府监管、无视职工生命,铤而走险,疯狂地、违反国家政策法规地开采煤炭资源的现象,这些现象在短期内难以禁绝。尽管近年来我市制定了一系列规定,采取了许多有力的措施,对煤矿安全生产提出了十分严格的要求,起到了积极的作用,但管理体制、煤炭市场以及经济发展等多方面的矛盾,客观上给煤矿安全监管增加了难度。
(四)煤矿安全基础仍然十分薄弱。经过多年的努力,我市煤矿安全状况总体上趋于逐年好转,但长期积淀的安全欠帐、生产
力的落后以及技术人员的缺乏,使得煤炭行业整体安全水平难以一蹴而就,安全生产仍存在大量隐患,各类事故时有发生。这些事故不仅给国家和人民生命财产造成了重大损失,而且也造成了恶劣的社会影响。
三、突出重点,强化措施,提高煤矿安全生产水平和资源回收率
针对以上突出问题,经过反复讨论研究,市安监局制定了《关于推进全市煤矿采煤方法改革的实施意见》,各地、各有关部门一定要结合本地实际,突出重点,明确责任,扎扎实实地抓好贯彻落实。在此,我强调几点:
(一)充分认识采煤方法改革的重要性和必要性。煤炭在我市经济发展和能源格局中的地位在今后相当长时期内不会改变,煤炭经济的可持续发展是全市经济实现可持续发展十分重要的一个方面,而实现我市煤炭经济可持续发展的关键是提高煤炭资源回收率。大家知道,煤炭是不可再生资源,合理有效地开发利用煤炭资源,是功在当代、惠及子孙的长远大计。从发展态势看,我市及周边地区煤炭需求迅速增长,相应煤炭产量也必然提高。对此,大家必须保持清醒的头脑,充分认识提高资源回收率的重要性,切实按照国家的要求,坚持资源开发与节约并重,以节约为主的方针,决不能让资源浪费的状况再继续下去,努力解决资源浪费、过度消耗、粗放经营等问题。逐步减少矿井数量,扩大井型规模,淘汰落后生产能力,提高经济效益和资源回收率,实现煤矿生产力发展水平和安全管理水平整体提高,走新型工业化道路是我市煤炭工业的必然选择。
我们一定要站在合理利用煤炭资源、保护人民生命安全和实现煤炭工业可持续发展的高度,充分认识推进采煤方法改革的重要性和必要性。要不断加大安全投入,搞好采煤方法改革,全面提高资源回收率和安全生产水平。至2005年底,要基本实现全市所有具备采煤方法改革条件的矿井全部实施采煤方法改革,实现正规布置,壁式开采,工作面实行全负压通风,形成两个畅通的安全出口。资源回收率要明显提高,厚煤层不低于75,中厚煤层不低于80,薄煤层不低于85。矿井提升、运输、通风、排水、供电等生产系统及装备水平都有显著提高。各地、各有关部门要积极支持煤矿进行采煤方法改革,对因种种原因实行停产整顿的矿井,停产时间的长短应考虑工作面顶板管理等因素,以免造成新的安全隐患和不必要的经济损失。同时,对实现了采煤方法改革的矿井,应尽量缩短停产时间。
各县(市、区)煤炭行业管理部门要认真搞好调查摸底,制定采改方案,落实采改对象,把握采改进度,开展业务培训,跟踪检查指导,确保采改目标的如期实现。2005年9月底前,请各县(市、区)煤炭行业管理部门将具备采煤方法改革条件的矿井名单报市安监局煤冶科,市安监局将组织专门力量逐矿井进行核实。
(二)以推行采煤方法改革为着力点,促进煤矿井型生产能力提高。受资源条件的制约,我市煤矿点多面广,井型小,生产集中度低。全市260万吨产量,分布在170多处矿井中,既有年产近20万吨的大矿,也有年产几千吨的小矿,年平均单井产量不足1.5万吨。这种现状不仅与国家的产业政策不符,而且从根本上制约着我市煤矿安全生产状况的进一步改善。
因此,必须以推行采煤方法改革为着力点,大力推进高产高效矿井建设,提高生产集中度,走科技含量高、安全有保障、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型煤炭工业化道路。要充分发挥市场机制的作用,鼓励资源储量可靠的煤矿进行资产重组和联合改造,整合煤炭资源,淘汰落后的开采方式,实行集约化生产,提高安全保障能力。
一是淘汰一批煤矿。要通过今后几年的努力,全力把矿井总数压减和控制到与我市经济发展及安全生产要求相适应的水平,决不能瞻前顾后,因难而退。从2006年起,每年全市列入全省倒数30名之内的安全生产条件差、煤炭资源回收率低、抗灾能力弱的小煤矿将被依法淘汰;对具备采煤方法改革条件而拒不进行采煤方法改革及改革不彻底的矿井,不得批准其延伸开采下组煤,不得通过2006年煤炭生产许可证年检;至2007年,市有关部门在进行煤矿证照年检时,对低瓦斯矿井年生产能力低于3万吨、高瓦斯矿井年生产能力低于6万吨的矿井不得通过年检。未通过年检和淘汰矿井,由所在县(市、区)人民政府组织实施关闭。据统计,全市年生产能力3万吨以上的低瓦斯矿井有54处,年生产能力6万吨以上的高瓦斯矿井只有1处,绝大部分矿井井型生产能力与上述标准相差甚远。今后,淘汰矿井指标的下达,将首先针对未进行采煤方法改革的矿井。
二是整合提高一批煤矿。要以全面提高技术水平为目标,对合法矿井加强技术改造,推动煤矿上水平、上档次,走正规化、规模化生产道路,实施安全生产综合治理。从2006年1月1日起,凡是具备采煤方法改革条件而拒不进行采煤方法改革及改革不彻底的矿井,将依法责令停产整顿。支持现有合法矿井按低瓦斯矿井不低于3万吨/年、高瓦斯矿井不低于6万吨/年的规模就地扩大采矿范围,办接替建井或进行技术改造。资源整合要与采煤方法改革同步实施,资源整合不是简单地将分散的资源归并,也不只是将几个煤矿合并,资源整合要使资源条件能满足井型扩大和采煤方法改革的要求,最终使资源回收率达到规定。
三是新建一批煤矿。按照政府调控、市场运作的原则,按低瓦斯矿井不低于9万吨/年,高瓦斯矿井不低于15万吨/年的规模,由市国土局、市安监局负责每年推出若干处达到规定勘探程度的资源,按照我省煤炭行业相应的办矿条件和标准,向省有关部门申报,向社会公开以挂牌拍卖的方式,有偿出让采矿权,科学进行煤矿产业接替的矿井建设。但是,新建或改扩建矿井如仍采用非正规采煤方法的,以及只靠单纯增加掘进工作面或非正规回采工作面个数来扩大生产能力的,将不予批准其新建或改扩建。
(三)突出抓好采煤方法改革,认真落实瓦斯集中整治措施。“以掘代采”的巷采等非正规采煤方法的显著特征是,工作面只有一个安全出口,没有形成通风系统,工人在无支护的条件下作业。具体来讲,非正规采煤方法存在如下缺点:一是没有形成通风系统,采用扩散通风或局扇送风,不利于瓦斯排放,容易导致瓦斯爆炸;二是不利于顶板管理,容易发生冒顶事故;三是工作面没有两个安全出口,发生事故后人员无法逃生;四是人工运料,人工装煤,无法使用机械化,工人劳动强度大,作业环境差,生产效率低,产量上不去,生产成本高,仅局扇耗电就花费可观;五是资源回收率低,需要留设大量煤柱,煤炭资源浪费严重;六是由于巷道多,采完后又无法密闭到位,造成矿井漏风大,既降低了通风效率,又容易引起煤层自然发火。
因此,我们要摒弃非正规采煤方法,代之以正规采煤方法,从根本上促进煤矿安全生产的稳定好转,全面提高煤矿安全装备和管理水平。各地、各有关部门一定要按照这次会议的安排部署,认真抓好采煤方法改革,按计划、按要求、按标准、按时限完成。要把采煤方法改革作为瓦斯集中整治的重要内容,通过抓采改推动整治向纵深发展。当前,必须认真落实以下三项措施:
一是认真落实限产限人规定。切实做到不超产,严禁超通风能力生产;不超标,严禁瓦斯超限生产;不超人,严格控制下井作业人数。凡是超通风能力生产的矿井,必须依法取高限进行处罚,并对下达超通风能力生产指标的责任人作为未遂事故追究责任,严肃进行处理。严格管理下井作业人数,尽量减少下井人员,要按照市安监局核定的下井作业人数进行监管,一旦发现超出核定人数,必须从严处罚。
二是积极推进瓦斯监测监控系统建设。所有高瓦斯矿井和部分瓦斯涌出量较大的低瓦斯矿井都必须装备瓦斯监测监控系统,并加强维护,确保正常运行。要接入开关量,能够监测风电闭锁和瓦斯电闭锁的实现情况。瓦斯监测监控系统必须安设防雷电装置。高安市要在2005年底前建成远程安全监控系统示范县,有高瓦斯矿井的**市、袁州区也要力争在2005年底前实现县(市、区)范围内联网。
三是严格坚持瓦斯浓度0.9断电管理制度。今后,全市所有煤矿瓦斯报警断电仪的断电值下调至0.9。
四、进一步增强紧迫感、责任感和使命感,切实做好当前各项工作
今年时间已经过了一半多,要顺利完成全年煤矿安全生产工作任务,时间紧,压力大。为此,我们要切实按照市委、市政府的既定部署,再接再厉,集中精力,更加积极负责地做好下一步工作,确保年初确定的安全目标得以实现。
鉴于全年工作已在年初作了安排,这里再简要地提一提几项重点工作:
(一)积极组织开展瓦斯集中整治督导活动。要继续抓好瓦斯
集中整治这个重中之重,确保各项措施落实到位。市里2个督导组每月至少开展一次督导活动,督导情况将及时予以通报。对列为瓦斯集中整治重点监管的76处矿井,市督导组和各县(市、区)督导组要进行重点监管。各级督导组在督导过程中,要把防治水、“五整顿、四关闭”、一证两系统、安全投入和层层转包、非法买卖矿井等情况一并纳入督导内容。对各级督导组查出的问题,各矿井要严格落实整改措施和整改时限,认真进行整改。每月26日前,各县(市、区)煤矿瓦斯集中整治工作领导小组办公室,应定期向市煤矿瓦斯集中整治工作领导小组办公室书面报告一次本辖区瓦斯集中整治开展情况。
(二)加快实施安全许可制度。要在保证质量的前提下,加快安全许可证办证工作进度。对省发证办提出的问题,各煤矿要有针对性地抓紧整改。各地要继续采取切实可行的办法,力争在规定时间内,符合安全要求的矿井都能申报领证。对7月13日前没有申请发证的2处矿井(**市河西煤矿跃进分矿、**市尚庄镇云丰煤矿),江西煤监局已下达了停产整顿的紧急通知,要加强监管,确保停产整顿到位。在12月底前仍达不到发证条件的,要依法予以关闭。
(三)严厉打击非法开采和违法违规生产活动。各县(市、区)煤矿安全监管部门要认真按照省政府办公厅《转发国家安全生产监督管理总局等关于严厉打击煤矿违法生产活动的通知》的要求,联合国土、工商等有关部门,依法严厉打击非法开采和违法违规生产行为。各县(市、区)要对辖区内煤矿再次进行检查,进一步完善工作方案,确保不漏一个“五整顿、四关闭”矿井。各产煤县、乡要建立对煤矿违法生产活动的监控网络,发现“四关闭”的矿井非法生产,必须立即组织打击。市政府将组织有关部门,结合瓦斯集中整治督导工作的开展,每月至少进行一次对煤矿违法生产活动的明察暗访。8月上旬、10月中旬和12月中旬,省政府将组织有关部门对我市“五整顿、四关闭”联合执法情况进行反复督查。
(四)贯彻《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》,做好相关工作。国务院的这个《若干意见》,对煤炭工业经济增长方式、产业和产品结构调整及煤矿安全生产等,都提出了明确的要求,不仅指明了煤炭工业改革发展的方向,同时也为从根本上解决煤矿安全问题创造了有利条件。待省政府的贯彻意见出台后,市政府也将结合我市实际制定具体的实施措施,各地、各有关部门要把贯彻落实各级政府的实施意见,纳入下一步的工作内容。各县(市、区)煤炭行业管理部门要按照分工,配合有关部门,积极参与和做好相关工作。
(五)严格矿井生产能力核定。省煤炭行业办未对2005年度生产能力核定结果进行批复的4处矿井(**市秀市洲上二矿,尚庄镇云丰煤矿,曲江园岭煤矿,曲江镇鸿达煤矿),务必于8月10日前将核定资料上报市安监局复审。这4处矿井的核定工作应与2005年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定工作同时进行,否则不予通过煤炭生产许可证年检。上述4处矿井之外的其它矿井务必于11月5日前将2006年度核定资料上报市安监局复审。要加强监督检查,防止核定工作走过场。
(六)严格矿井瓦斯等级鉴定。省煤炭行业办未对2004年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果进行批复的4处矿井(**市秀市洲上二矿,尚庄镇云丰煤矿,曲江园岭煤矿,曲江镇鸿达煤矿),务必于8月10日前将鉴定资料上报市安监局复审。上述4处矿井之外的其它矿井应在7~10月间确定一个月,在正常生产的条件下进行鉴定,并于11月5日前将2005年度鉴定资料上报市安监局复审。
中图分类号:TD82
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2012)22-0019-03近年来,我国对能源的需求不断增加,在一定程度上导致我国煤矿开采量不断上升。煤矿采煤方法与技术在煤矿开采中扮演着重要的角色,目前正日益受到关注。良好的煤矿采煤方法与技术是煤矿企业实现既高产又高效的关键,能够给煤矿企业带来良好的经济效益和社会效益。本文结合工作实践,对煤矿采煤方法与技术进行了探讨,以期为煤炭企业的方法与技术革新提供理论参考。
1 煤炭采煤方法的设计原则
煤炭采煤方法的设计原则主要表现在以下几个方面:一是采动影响的特征和程度。采动影响的主要特点是地表移动与变形。在设计煤层下采煤方法时,要考虑地表移动与变形的特征和程度;在采深较小及急倾斜煤层时,还要考虑“上三带”的特征和程度。二是资源回收率。资源回收率是选择采煤方法的主要设计原则。运用降低回采率的开采措施,可以减少采动的有害影响,实现煤层下采煤。三是坚持安全、经济、环保的原则,同时,还应当视具体煤层的情况,坚持尽量减轻工人体力劳动的原则。
2 煤矿采煤方法的研究
2.1 倾斜长壁采煤法
倾斜长壁采煤法是指在采煤工作面沿煤层倾斜方向向上或向下推进采煤,工作面运输巷和回风巷由走向长壁采煤法的沿走向方向布置改为沿倾斜方向布置,并可取消采区上、下山的一种采煤方法。它具有仰斜开采与俯斜开采,前进式、后退式和混合式回采方式,单工作面回采与双工作面回采等优点。不过,在实际运用中,我们发现倾斜长壁采煤法开采也存在一些缺点,比如倾斜巷道掘进速度较慢且工效较低、支护速度较慢及其效果不是很理想、在仰斜开采时采空区易积水等。但是可以从提高直接顶稳定性、防止煤壁片帮、提高工作面支架的稳定性等方面优化倾斜长壁采煤法,从而达到理想的开采效果。
2.2 走向长壁采煤法
走向长壁采煤法有炮采、普采和综采等3种采煤工艺。炮采即爆破采煤工艺,具有爆破落煤、爆破后人工装煤、机械化运煤等特点。炮采的工艺过程包括打眼、放炮和人工装煤、刮板输送机运煤、移输送机等主要工序。普采即普通机械化采煤工艺,其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序,而运煤、顶板支护和采空区处理则与炮采工艺基本相同。普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤机工作方式。单滚筒采煤机的滚筒应处于工作面下端头,以缩短工作面下缺口的长度,使货量不通过机体下方,这样装煤效果比较好。与单滚筒采煤机相比,双滚筒采煤机很好地解决了工作面两头做缺口的工作量,因此,它有利于工作面的技术管理。综采即综合机械化采煤工艺,它的破、装、运、支、处等5个主要生产工序全面采用机械化、自动化。可以说,综采是目前国内最先进的采煤
工艺。
2.3 放顶煤采煤法
放顶煤采煤法是在厚煤层中,沿煤层底部布置一采高2~3m的长壁工作面,采用常规的方法进行回采,并利用矿山压力的作用协助人工松动方法, 使支架上方顶煤破碎后由支架后方放出。放顶煤采煤法具有降低成本和提高效率等优点。它主要适用于厚度在6m以上的煤层,若顶煤厚度过小则易发生超前冒顶。
值得一提的是,当前生产能力最大的开采方法为综采放顶煤采煤法。综采放顶煤采煤法是采用大功率(单或双,多为双)滚筒采煤机、综采放顶煤液压支架、工作面大功率刮板输送机(一般为工作面前后各1部)、配套的机道转载机、可伸缩皮带运输机及其他附属设备进行配套联合生产,实现采煤工艺全过程机械化的一种采煤方法。这种采煤方法具有可连续化生产、高产、高效、掘进率低、生产成本少、经济效益好的优点。
3 现代煤矿采煤技术的发展趋势
笔者结合工作实践,认为以下几个方面是煤矿现代采煤技术必然的发展趋势:
3.1 开发及应用高效集约化的煤矿生产技术
采煤机械是煤炭生产技术的“好办手”。煤炭企业在这个“好办手”的支持下,不需要采用传统的人工与炮采,明显减少人力工作,效益也显著上升。与传统的采煤相比,采煤机械对采煤的发展而言是个重大的突破。采煤技术的提高是以提高工作面生产集中化为核心,以提高采煤经济效益为目标,同时为了保证采煤工作人员的生命安全,而创造出能适应各种开采条件下的高效能和高可靠性的采煤装备和工艺以及简单而高效的信息化系统,从而实现对采煤过程中的实时监控和管理,推进矿井煤层条件下的采煤机械化,实现装备和施工工艺的完善。
3.2 开发及应用“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效”的现代采煤系列技术
埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术以及主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术对整个煤炭采掘业来说具有重要的作用,既可以直接让顶能随采随冒,提高了顶煤的回收率,实现经济利益的提高,又可以保证顶能在一定间距内垮塌,保障作业环境的安全和工作人员的生命安全。
3.3 开发及应用减少矸石排放的开采技术
现有的采煤技术已经很难适用当前煤炭开采的现状,需要创新才能实现煤矿采煤的效益最大化。因此,有必要研究开发关于煤矿地质条件开采巷道布置与工艺技术评价体系的“专家系统”,从而保证采煤方法、开采布置等互相适应、互相协调。这个“专家系统”可实行全煤巷布置单一煤层开采,矸石不需要运出地面,从而简化了生产系统,实现了中采与中掘同步发展。显然,这样既可大幅提高煤炭开采的效率,又能节省工人工作的时间。此外,要重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置的系
统优化,减化巷道布置,完善采区的工作参数。
4 实现高效的煤矿采煤技术的对策
我国煤炭开采条件和技术水平与国外矿井开采具有一定的距离,我们可以吸收国外的优秀开采成果,借鉴国外的高效集约化开采经验,不断革新我国煤矿采煤技术,从而实现我国矿井的安全高产高效以及经济效益和社会效益的有机统一。
4.1 全面推进“三高”采煤工作面建设
煤矿高效集约化开采的前提条件就是实现采煤工作面高产高效。根据我国的煤炭开采条件和开采技术状况,要实现采煤“三高”的工作面,即“高产、高效、高安全”开采工作面,可一方面投入大功率、高可靠性采煤设备,提高生产能力;另一方面采用综采工艺,全面实现机械化开采。
4.2 全面推进“三化”开采装备建设
先进的开采装备是实现煤矿高效集约化开采的基础。要重视开采装备“三化”建设,即自动化、机械化、电气化。自动化、机械化、电气化融于一体,借助机电一体化技术、计算机自动控制的信息技术、先进的制造技术的应用可有益于开采装备达到高效率和高可靠性。
4.3 走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展之路
实践表明,我国煤矿的发展与振兴之路是要坚定不移地走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”之路。中小煤矿在我国的煤矿企业中所占的份额不少,所面临的困境也比较多,更要依靠现代科学技术,坚持走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展和振兴之路,才能提高市场竞争力。
5 结语
采煤方法与技术是煤炭采掘业发展的核心。煤矿企业应与时俱进、因地制宜,通过多种渠道千方百计开发及应用采煤的新方法与新技术,提高煤炭的回采率,减少资源浪费,促进安全生产,从而提高经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 陈靖.浅谈倾斜长壁采煤策略[J].企业技术开发,2010,29(9):35.
中图分类号:TD82文献标识码: A
一、煤矿开采方法的选择原则
采煤工作面是井下生产的中心环节。采煤方法的选择是否合理,直接影响到整个矿井的生产安全和各项技术经济指标。选择采煤方法应当结合具体的矿山地质条件和技术条件,所选择的采煤方法必须符合安全、经济、煤炭采出率高的基本原则。
(一)、安全生产
安全生产是煤矿企业生产中的头等大事,安全为了生产,生产必须安全。应当充分利用先进的开采技术和提高科学管理水平,以保证井下的生产安全,创造一个良好的生产环境。对于所选择的采煤方法,应仔细检查采煤工艺的各个工序及采煤系统的各生产环节,使各个环节符合《煤矿安全规程》的各项规定。一般应做到以下几个方面:
(1)合理布置采掘巷道,维护巷道长期处于良好状态,满足采掘接替要求,建立妥善的通风、运输、行人以及防火、防瓦斯、防煤尘、防水和处理各种灾害事故的系统和措施,并造成良好的工作环境。
(2)正确准确安排采煤工艺过程,切实防止冒顶、片帮、支架倾倒、机械事故以及其它避免可能危及人身安全和正常生产的各种事故的发生。
(3)认真编制采煤作业规程,制度完整、合理的安全技术措施,并建立以保证实施。
(二)、经济合理
经济效益的好坏是评价采煤方法的好坏的一个重要依据。通常适合于某一具体条件的采煤方法可以列出好多种,而每一种采煤方法的主要产量、效率、材料和动力消耗、巷道的掘进量和巷道维护费用不同的,有时悬殊大别大。因此在选择某种采煤方法时不要只列出几种经济技术指标进行分析,而且要在经济效益上进行比较,最后确定经济上合理的技术方案,一般应当符合以下要求:
1、采面工作面单产量高,提高工作面的产量,是实现矿井稳产、高产,提高采区和整个矿井各项技术经济指标的中心环节。提高工作面产量的主要技术是提高采面工作面的机械化程度,竟可能加大推进进度和合理加长工作面的长度,加强生产组织管理。
2、劳动力的提高时为了提高生产效益,要使生产效益的提高必须不断提高从业人员的素质,改善经营管理,同时要选择合理的采煤工艺,和领导组织,采用先进的技术装备,努力实现机械化或综合机械化。
3、减少采面工作面的材料消耗,特别是采面的坑木、钢材以及炸药、雷管等的消耗。所以采面工作面必须加强管理,强力回收消耗材料,正确使用落煤方式。
4、在采面工作面回采过程中,必须加强煤炭质量管理,注意采面的采煤工艺管理和支护设计尽量防止矸石或其它材料混入煤中。
5、降低开采成本,成本是经济效果的综合反映,努力提高工作忙的单产和劳动率,降低材料消耗,保证煤炭质量是降低煤炭成本的这一条街。正确布置巷道,减少巷道的掘进量和维护工作量,加强生产管理,合理使用劳动力,正规组织工作面的循环作业,也降低成本的主要手段。
(三)、煤炭采出率高
减少煤炭的损失,提高煤炭采出率,充分利用煤炭资源,是国家对煤矿企业的一项技术要求或政策。同时减少煤炭损失,也是防止煤炭自燃,减少井下火灾,保持和延长采面工作面的开采期限,降低掘进率是保证正常生产的重要措施。
以上三个要求是相互密切联系的、相互制约的应当综合考虑,力求得到满足。
二、选择采煤方法的影响因素
为了满足上述基本要求,在选择和设计采面方法时,必须考虑到以下地质因素和技术经济因素。
(一)地质因素
直接影响采煤方法的的选择的主要因素有以下:
(1)煤层的倾角,煤层倾角是影响采煤方法选择的重要因素,倾角的大小不仅影响采煤工作面的落煤方法、运输方式、采场支护和采空区的处理等的选择,也影响到巷道的布置、运输、通风及采煤方法各种参数的确定。
(2)煤层厚度。煤层厚度也是影响采煤方法选择的重要因素。在采煤过程中必须根据煤层厚度的变化选择不同的采煤方法。薄或中厚煤层采用一次采全厚,厚及特厚煤层可以选择分层开采或大采高、放顶煤的采煤方法。
(3)煤层及围岩特征、煤层的地质构造。煤层的软硬和围岩的特征、煤层的地质构造、围岩的稳定性等待都直接影响到采煤机械、采煤工艺及采空区处理方法的选择。煤层及围岩特征真正影响到巷道的布置和维护方法,也影响到采区各参数的确定。
(4)煤层的含水性、瓦斯涌出量也是影响采煤的重要因素,
(二)、技术发展及装备水平的影响
技术发展及装备水平的影响也会影响采煤方法的选择,其中主要是采掘机械化水平及生产中的设备供应条件。若引进综采设备使采煤工艺得到很大的发展,影响了巷道的布置和生产系统。但是综采的应用时受到设备供应条件的限制。
(三)管理水平因素的影响
煤矿的管理水平及职工素质有时对采煤方法有一定的影响,在管理水平比较差的情况下,一些难度较大的开采技术和工艺就得不到推广和应用。所以必须对职工进行业务素质培训,不断提高业务素质。
三、采煤工艺技术的发展
采煤工艺技术的发展在煤矿生产中占有极为重要的地位。一个煤矿企业生产效率、效益的好坏,除资源条件外,主要取决于采煤工艺技术的实用性和先进性。
(一)从煤矿企业的发展趋势来看,壁式体系采煤它具有单产高、工效高、采出率高和实用性强的特点,现已成为煤矿企业的发展趋势。在我国煤层赋存条件多种多样,开采条件较复杂,主体发展以壁式体系综采为主的不同类型的长壁开采技术。
(二)长壁式综采的高产高效工艺技术的发展
1、我国煤炭开采的现状
我国与煤炭开采技术水平相与国外发达国家相比,仍然落后。一是在机电一体化、智能化、自动化的控制技术等技术装备上不高;二是在产品可靠性技术、数字集成技术与计算机辅助设计技术等制造技术上仍有差距三是很多中小型矿井仍然采用以炮采的落煤方式,工作面走向长度过短。四是机械化程度和工效较低,在采煤机械化系统、运输系统、采场围岩控制系统、巷道准备系统和辅助运输系统技术装备都普遍不足;五是我国煤炭开采专业技术人才青黄不接,技术人员匮乏和层次低使技术措施不到位,制约煤矿生产安全技术和管理水平。
采煤方法与采煤的工艺的不断完善与发展是采煤科学进步的标志,当前,我国、俄国以及欧洲的一些国家主要采用长壁采煤方法,美国与澳大利亚等国则多采用短壁采煤方法。随着工业和信息技术的飞速发展,我国的煤矿开采技术也不断进步,综合机械化能力大大提高,岩层控制理论和技术的逐步改善,井下作业的安全性与工作效率也大大提高,微处置器、计算机及专家系统的应用、自动化和机器人开采技术不久的将来会成为新的井下采煤系统从而取代全人力和半自动的开采方式。
2、我国煤炭开采发展方向
2.1我国采煤方法与工艺要逐步完善
高产、高效、高安全性和高可靠性是现代采煤方法与采煤工艺的发展方向,结合现代高新技术,不断研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备与生产监控系统,逐步改进与完善采煤工艺是建立具有中国特色的采煤工艺理论的基础。当前,我国长壁采煤方法取得了一定的进步,放顶煤采煤的应用以及急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究不断提高与发展。具体走向:一是开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术要逐步提高;二是开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”,要解决众多采煤技术上的难题;三是倾斜薄煤层长壁开采技术、薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术应不断进步;四是各种综采高产高效综采设备保障系统要逐步完善。
2.2我国深矿井开采技术应深入研究
深矿井开采通常指开采距地表特定深度的煤炭而采取的开采技术。其深度是依据根煤层地质条件来定义的。随着社会对煤炭需求量的日益增加,开采能力不断提高,开采深度不断增加是井工开采的必然趋势。煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等都属于深矿井开采的关键技术。因此,煤矿的深矿井开发技术要不断对深井围岩状态和应力场及分布状态的特征、深井作业场所工作环境的变化、深井巷道快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术、深矿井高产高效开采有关配套技术、深矿井开采热害治理技术与装备等要不断深入研究。
2.3大力发展“三下”采煤技术
建筑物下、铁路下、水体下、承压水体上开采,简称“三下一上”开采。通常在煤矿生产过程中,建筑物下、铁路下、水体下保留煤柱不进行开采。随着我国煤矿开采强度和开采范围的不断增加,“三下”采煤问题越来越突出,不但导致矿井不能合理进行开采,而且也造成了大量煤炭资源的积压。根据相关资料,我国的“三下一上”压煤量达137.9亿,因此,深入研究“三下”采煤技术,将“三下”压煤开采出来,并减少矿区废弃物,保护矿区环境是我国煤矿企业亟待解决的问题,煤矿企业应该深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,来节约煤炭资源和提高煤炭产量。
2.4不断优化巷道布置,减少矸石排放
改进煤矿矿井开拓与巷道布置,实现合理集中生产是当前煤矿生产的技术发展方向,不断优化巷道布置,减少矸石排放是煤炭企业获得极佳的技术经济效果的前提条件,对煤炭工业发展中具有重大战略意义,因此,我国煤矿企业应该不断改进与完善现有采煤方法和开采布置,不断研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,让开采方法、开采布置与煤层地质条件达到最优匹配,同时重点研究高产高效矿井开拓部署与巷道布置系统的优化,简化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率,实现开采效益最大化。
2.5采场围岩控制技术
围岩控制一直是煤矿安全生产的一项极其重要的工作,近年来随着开采深度的不断增加,全煤巷道及软岩巷道的数量越来越多。围岩产生松动破坏及大变形的现象也越来越普遍,给煤矿开采带来巨大危害,因此,煤矿应大力研究适用于大变形深层采煤的围岩控制技术与理论、深入研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术、放顶煤开采岩层和支架—围岩相互作用机理、支护质量与顶板动态监测技术、冲击地压的预测和防治、开发新型的支护设备来保证煤矿开采的安全高效以及低成本运行。
2.6煤炭地下气化技术应深入推广
煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法,就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧、通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体、综合开发清洁能源与生产化工原料的新技术。其优点投资少、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低以及效益好。非常适于我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高的特点,因此,煤矿应该深入推广大力煤炭地下气化技术,大力研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井式气化”两种典型煤炭地下气化工艺,积极摸索实现“两个 控制、三个稳定”的技术途径,实现连续、稳定生产探索应用的途径。
“三下”压煤严重的具体国情,具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井式气化”两种典型煤炭地下气化工艺,进行较大规模的地下气化试验研究,摸索实现“两个控制、三个稳定”的技术途径,实现煤矿的连续、稳定生产。
3、结束语
煤矿开采技术是衡量一个国家科技发展水平的重要标志。随着我国高效综采成套装备开发新进展,具有先进技术水平的大功率电牵引采煤机、重型刮板输送机、带电液控制系统的强力支架和大运力长距离带式输送机等设备正在大力推广与应用,但采煤装备关键技术仍是我们的薄弱环节。需要不断的进行研究,缩小与发达国家的差距,促进我国煤矿企业的健康、稳定、高效发展。
参考文献