摘要:在社会经济高速发展过程中,煤炭能源发挥着及其重要的作用。现阶段,煤炭资源正在逐渐减少,但社会对煤炭资源需求却在持续增加,现实资源与发展要求出现矛盾。想要解决这些矛盾,就应该提高煤矿回采率,为此,保证煤炭资源能够进行合理科学的开发,实现煤炭的利用最大化,相关部门应该结合实践,不断探索,积极进行尝试,改革创新开矿的方式以及开采技术,提高煤矿综采工作面的回采效率,让有限的资源得到无限的利用。
关键词:煤矿综采工作面;回采率;技术方法
引言
我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,有着上千年的煤炭开采历史,通过长期对煤炭开采技术的改进和探索,到了现代我国的煤炭开采技术已实现了机械化,采煤、掘进、地质、开拓、支护、通风、提升运输、瓦斯排放、安全管理等等都已具备了相当高的技术水平。但唯一改变不了的就是我国煤炭赋存的地质条件。好的地质条件下,通过合理布置,综合机械化采煤设备,无疑会造就出高产高效的工作面,但复杂的地质条件下,布置一个高效率的综合机械化采煤工作面,也无疑是个挑战,这就需要有最合理的布局,清晰的采煤工艺过程,特殊地质条件下的采煤方法和安全技术措施。
1影响综采工作面回采率的主要因素
1.1煤层自身情况
与煤层自身有关的参数主要包括煤层倾角、煤层厚度、煤层埋深、煤层稳定性及煤层结构等,这些因素均会在不同程度上对煤矿生产的实际回采率造成一定影响。鉴于此,为最大程度地提升井下回采率、利用率和开采水平,推动煤矿生产的长久可持续发展,国家在矿井生产规程中对不同煤层回采作业的煤炭回采率做出了严格规定:厚煤层的煤炭回采率不能低于93%,中厚煤层的煤炭回采率不能低于95%,薄煤层的煤炭回采率不能低于97%。因此,在矿井的回采作业中必须充分立足矿井实际开采条件,合理确定所使用的回采设备、回采工艺及采煤方式等。结合以往生产实践经验可知,综采作业中回采面实际回采难度会伴随着回采厚度的增加而相应地增大,这就需要在井下回采前对煤层开展全方位的勘探,从而确定适宜的回采设备及工艺,为回采效率的提升提供保障。
1.2生产规模
矿井的生产规模是指矿井年产量及矿区大小。大型矿井的开采范围较大,结构较为稳定,生产效率较高。这不仅有利于减少综采工作面边界煤柱的数量,还有利于减少工业广场及井筒煤柱的数量。当煤矿矿区内的永久性煤柱数量所占比例降低时,煤矿开采过程中煤炭资源的损失量也会相对减少。此外,大型矿井的综采工作面基本实现了完全机械化,综采工作面也较大,基本上实现了一矿一面,这从根本上减少了保护煤柱的数量。对于生产矿井而言,保护煤柱对于巷道的安全及稳定性具有重要作用,而保护煤柱的数量增加时,会影响煤矿综采工作面的回采率。对于小型矿井而言,其开采范围较小,煤柱的相对数量会增加,因此要尽可能采取措施回收煤柱来提高煤矿回采率。
1.3综采水平
a)综采技术水平影响。综采技术水平对回采率有着直接的影响,若综采工作面所应用的技术较为先进,则能够直接提升实际的回采率。b)综采规模影响。多数情况下,综采规模与煤层赋存结构稳定性有着直接的关联,因此伴随综采规模的扩大,所采煤层必然更加稳定,同时综采作业机械化水平也更高,这都能够大幅提升回采效率,进而使得回采作业所需要留设的煤柱数量大幅减少,提升煤炭回采率。c)回采管理水平影响。矿井回采管理的质量对矿井生产效率有着显著影响,在实际回采作业中,应当不断提升矿井管理质量,从而使得回采率有所提升。
2提高煤矿综采工作面回采率的技术方法
2.1优化设备及工艺
在综采工作面回采的过程中,如果想要提高效率,就一定要对放煤设备进行升级。放煤设备对综采工作面回采有很大的影响,它可以让煤炭的利用率达到最大化,减少煤炭损失量,相关人员应该了解到放煤设备的重要性。根据现场工作情况,对放煤设备进行严格的选择,放煤设备应该更加高效,更加经济实用。质量良好的放煤设备能够提高煤的质量,让开采达到最大化,减少顶煤的损失。与此同时,相关人员还应该提升顶板管理,尽量扩大回采面积,最大限度的提高回采效率。在开采煤炭之前,一定要对实际情况进行了解,结合矿井当地实际情况,设置不同的顶煤工艺以及方案选择。可以在矿井进行实验,比如说分别在单轮间隔和多轮间隔放煤,再通过实验结果,对比不同的回采效率,选择最佳的技术方法。
2.2降低工作面的煤炭损失率
在采用放顶煤技术开采时,尽量减少不放顶煤造成的煤炭损失。要从以下几个方面进行改善:a)在放顶煤开采时,初期会有顶煤不能放出,这会引起煤炭资源的损失。对于这种情况,需要在切眼附近设置掩护梁。实践证明在掩护梁上留有一定量的散煤有助于在顶煤放出时对掩护梁的保护,能有效地减少安全事故发生的概率,同时可以减少在初期时不放顶煤造成的煤炭资源损失。b)在放顶煤开采末期也有一些顶煤不能被放出,会造成煤炭资源的损失。因此,在综采工作面推进到停采线附近时,要选择一些经验丰富的工程师分析开采的实际情况,尽量减少停采线附近保护煤柱的宽度,在保证安全的情况下,尽可能降低回采末期不放顶煤造成的煤炭资源损失。c)对综采面两端头的支架进行改进。在综采回采过程中需对两端头支架进行改进,将端口的顶煤放出从而降低煤炭的损失率,提高综采工作面回采率。图1为放顶煤技术示意图。
图1 放顶煤技术示意图
在放顶煤过程中,还应采取有效措施减少放顶煤造成的煤炭资源损失。在放顶煤时应根据煤层的实际情况,选择合理的放顶煤方式及放顶煤步距。采取合适的放顶煤方式有助于避免产生脊背煤损失,有效提高放出的顶煤量。放顶煤开采依赖于放顶煤液压支架的选取,因此,在设计放顶煤开采时一定要选择合适的放顶煤支架。只有这样才能有效提高放顶煤的资源回采率,减少放顶煤过程中造成的煤炭资源损失。
2.3提高综采的综合水平
目前,大多数煤矿都采用综采技术开采,因此,提高综采的技术水平对于提升综采工作面回采率起着十分关键的作用。由于综采技术对煤层地质构造的适应性较差,因此在回采前应对煤层的地质情况进行详细勘探。根据详细的地质资料设计综采工作面,从而有效提高综采工作面回采率。此外,选择合适的综采设备也是必须的,综采设备的选择应符合矿井实际情况,尽量做到合理经济。在进行综采之前,需对回采煤层的具体情况进行详细全面的分析与研究,尽可能减少煤柱数量,扩大综采面积,提高综采规模,最终提高综采工作面回采率。
结语
煤炭作为一种不可再生的资源,确保其最大化利用不仅是国家可持续发展的必然要求,还是煤矿企业持续获得经济效益的必要前提。对综采工艺开展针对性探究,尽可能提升综采回采率,对矿井的长久发展意义重大。因此,矿井管理者应当高度重视,组织专业技术力量,在充分立足自身实际的基础上,分析影响综采工作面回采率的主要因素,并针对性地提出改良措施,从而为煤炭资源的充分利用提供保障。
参考文献
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论文作者:刘志耀
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
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