临矿集团里彦煤矿 山东邹城 273517
摘要:在煤矿企业发展过程中,煤矿开采技术作为核心的竞争指标备受企业关注。传统的人工开采不仅效率低,而且很容易发生安全事故,所以很多企业对煤矿开采技术进行了更新。煤炭企业为了进一步提高竞争力,对开采技术进行了深入地研发,成功的创新了开采技术,同时对煤矿开采工艺也进行了完善。所以目前煤矿企业的井下采煤技术与工艺逐渐地成熟,煤矿开采的效率也有所提高。在这样的环境下对煤矿开采技术与工艺选择进行分析是具有实用价值的,有助于煤矿企业更好地发展。
关键词:煤矿;开采技术;工艺发展
引言
从目前的情况来看,我国的煤矿开采技术和方法已经逐渐成熟,与之相对应的技术和应用也在逐渐推广,但是在某些煤矿开采工艺上面还是有所欠缺,所以,我国的煤炭企业还是需要在煤矿开采技术的工艺上进行深入探索和研究,并增强煤矿开采技术理论及工艺运用的针对性,才能从根本上提升煤矿开采的效率和质量。
1煤矿开采技术发展现状
1.1开拓方式多元化
我国煤矿开拓方式的多元化是由我国煤层的不同赋存条件决定的,而开拓方式的判别标志主要为井简形式,一般分为主、副两种,并且常见的井简形式有立井开拓、斜井开拓、平响开拓和综合开拓四种,立井开拓在所有井简形式中生产结构较为简单,但是生产效率却较为突出,在表土层较厚、倾角较大,尤其是含有流砂层的井田中表现优秀。在中小型的矿井中,因为其表土层较薄,也极少出现流砂层,所以广泛采用斜井开拓。而平响开拓因为其技术很容易受到例如地形、地貌、地质构造等因素的限制,使得其在各类型矿井中都不能得到推广,仅仅只在一些特殊情况下才能发挥其作用。综合开拓随着矿井的不断延伸,在技术改造方面已经有了相当成熟的发展,目前已经广泛应用于各类矿井中。
1.2 大、中、小型矿井并存
大、中、小型矿井并存目前是我国煤矿工业结构中最为突出的特点。在一些国家重点煤矿上,规模大多为大型或是中型,但同时也存在着数量极少的特大型矿井,而在地方的矿井上,则多是以中型和小型为主,在这类矿井中其结构相较于大型矿井也更加复杂,既存在受到地质变动和人为破坏较轻的无限煤田,也存在着受到地质破坏和认为破坏较重的有限煤田,其生产能力和大型矿坑相比还有一定差距的,矿井的大小尺寸对这种现象也有着一定影响。另外,因为煤矿开采技术和煤矿企业所有制等问题,也使得我国矿井的存在形式错综复杂。
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1.3 矿井开拓特点各异
从目前煤矿的赋存条件来看,我国煤矿开采技术需要应对多元化且极为特殊的开采条件,因此开采技术也呈现出多元化的趋势,我国也是世界上采煤方法种类最多的国家,在我国的矿井中一般采用的采煤方法有:刀柱式采煤法、柱式体系采煤法、掩护支架采煤法和水平分段放顶煤采煤法等,但是与拥有先进煤炭开采技术的国家相比,在深度和广度上都有着极大的差距。
2采矿工艺与技术分析
2.1露天开采和地下开采
露天开采和地下开采是由于煤矿类型的不同而采取的两种煤矿开采方法,同时这两种煤矿开采方法也是最为常见的。
(1)露天开采。采用露天开采的方式是因为矿层已接近表面,只需要将地表土移除,矿层就会暴露出来。这种开采方式是较为经济的,同时安全性也较高。其主要是在表土埋设炸药,炸开后用挖土机等设备将表土移除,然后将煤矿钻碎或炸碎,运往煤场进行加工处理,获取煤矿资源。
(2)地下开采。采用地下开采是由于煤矿层深埋于地底下且离地表较远,需要使用各种方式深入地底,才能够获取煤矿资源。在地下开采中,开采人员首先要把采矿层进行划分,然后通过对矿层物质的探测分析来确定开采方法,以保证有效安全的进行采矿工作。
2.2充填式采矿法
充填式采矿法属于人工支护采矿法,是指在矿块中,随着回采工作面的推进,像采空区送入充填材料,以进行地压管理,控制围岩崩落的地表松动,并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。此类采矿方式只适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体。
优点:适应性强,矿石回采率高,贫化率低,作业较安全,能利用工业废料,保护地表等;缺点:开采条件较为复杂,工艺复杂,成本高,劳动生产率和矿块生产能力都较低;类型:干式充填法、水里充填法、胶结充填法、上/下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法、方框支架充填法。
2.3连续采煤技术
煤矿企业在采煤过程中,还可以应用连续采煤技术。连续采煤技术是应用较为广泛的技术之一。这一技术被人们简称为连采,所谓的连采,就是指在采煤工作中应用一系列的成套的采煤设备开展煤炭开采工作。在实际的煤炭开采工作中,需要在煤房工作面中应用连采技术来开展破煤以及装煤工作。然后使用能够伸缩的输送机来将开采出来的煤炭资源运走。在这一系列的采煤设备应用过程中,人工的劳动量减少,煤矿开采的效率提高。另外,在进行煤房采煤工作过程中,可以以顶板的实际情况为依据,进行煤柱的回收工作。
2.4新型支护技术的应用和对矸石的处理
在新型支护技术的产生过程中,以煤巷代替岩巷意味着对于开采深度和新型支护技术应用的不断加深。在矿井的不断掘进过程中,应用新型支护技术减少矸石产出的数量,加深对于煤层开采的深度,对于已产出的矸石,通过循环利用的方式填充到采空区,达到对于矸石处理的可持续发展程度要求。
3煤矿开采技术可持续发展方面的具体实施
3.1水资源方面
井下生产的过程中,透水常常成为一个矿井中的重大事故为人所熟知,实际上,对于水资源利用的不足也是导致矿井透水事故的原因之一。保水开采是在采煤活动中对水资源进行保护和对矿井水进行资源化利用,特别是一些缺水地区要注重对水资源的保护和利用,水资源丰富的地区也要减少因对水资源破坏引发的透水事故的发生,将保水开采技术作为绿色开采的重点。
关键层理论认为,煤炭开采以后,破坏了原始的水体径流,随着上覆岩层中关键层的断裂,在该区域内会形成地下水的下降漏斗。地下水能否恢复,取决于随着工作面的推进,上覆岩层是否含有软弱岩层经过重新压实导致裂隙的闭合而形成隔水带。若存在隔水带,随着各种地表水及地下水的补给,水位逐渐恢复。若无软弱岩层,则不能形成有效的隔水带,造成水资源的渗漏干涸,需对裂隙进行注浆处理,技术难度较大,要实现保水开采,还需进行大量的研究。
3.2煤气共采原则
通过对于煤层气(主要为瓦斯)的气体卸压,提高气体抽采的比例,在建设过程中,需要建立一套可以对相关气体进行采集的系统,为煤与煤层气体共采技术提供可能。由于我国目前井下气体的渗透率较低,无法进行正常方式的开采,而随着煤层的开采,上部岩层结构发生改变,使井下气体渗透率发生改变,也使煤与煤层气体共同开采的实现有了理论依据。
结束语
科技的发展有效的促进了煤炭开采的科技化发展,对此在今后的发展中要不断的对一些传统的技术手段进行淘汰,要积极的引入各种全新的技术手段与设备应用,提升煤矿开采技术的科学性。
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论文作者:黄光见
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/11
标签:煤矿论文; 技术论文; 矿井论文; 工艺论文; 水资源论文; 矿层论文; 岩层论文; 《防护工程》2017年第19期论文;