肥矿集团曹庄煤矿 山东 肥城 271601
摘要:为了保证我国煤矿采矿企业的可持续发展,提升煤矿采矿的整体质量,使得现阶段煤矿采矿技术能够广泛应用于煤矿采矿相关领域,满足我国现阶段存在的人口与能源高度急缺与矛盾的问题,煤矿采矿企业应当完善煤矿采矿技术,为煤矿采矿技术的创新发展提供指导方向。未来我国在创新煤矿采矿技术的过程中,要充分运用高新技术,实现对智能化煤矿采矿技术的有效推广,使得煤矿采矿能够适应新时代发展的整体需求,促进未来煤矿采矿技术的整体创新。本文对煤矿采矿技术现状及未来发展趋势进行了探讨。
关键词:煤矿采矿技术;现状;未来发展趋势
现代社会对于矿产资源的需求量在不断增加,而这些矿产资源大都属于不可再生能源,为了保证采矿业的可持续发展,必须加快采矿技术的优化进程,提高矿产资源开采的效率与质量,在采矿技术的完善过程中必须贯彻落实绿色生态的理念,实现未来的矿产开采与环境的协调统一。
1 煤矿开采技术的现状概述
由于经济和科学技术发展水平的不均衡,煤矿开采技术出现机械化、半机械化以及手工生产的多种技术结构。目前,我国的煤矿开采技术正处在多元化的发展层次结构和体系之中,我国煤矿开采技术发展至今呈现了一些比较成熟的技术等各种大型综合开采技术水平都突飞猛进,为煤矿开采提供了技术保障。
1.1 采场围岩控制技术
在长壁工作面开采技术的引领下,目前采场围岩控制技术已经成为众多技术中的核心,也是常用的采煤技术。此项技术的研究人员为采场顶板结构理论、采场顶板运动参数、采场支承压力分布规律等理论的推陈出新做出了巨大贡献。这些进步的理论运用到实际的技术上,使得采场围岩控制技术在原来的基础上有了新的突破,起到减少生产事故,提升产煤效率的良好作用。
实际运用中,针对急倾斜、不稳定地质构造、复杂的高深采场等各种地质煤层及开采条件,进行科学分析;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和放顶煤开采岩层与支架围岩的相互作用机理;研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理和支架、顶煤、直接顶、基本顶之间的相互作用关系;研究坚硬顶板与破碎顶板等低劣条件下,支护质量与顶板动态监测技术、冲击地压的预测和防治技术等科学合理的岩层控制技术,最终确保采煤过程的安全、高产和经济。
1.2 深矿井开采技术
我国的深矿井开采指埋藏在距离地表深度800m 到1200m 之间的煤层勘探。这些煤层有自身的五大特点:原岩应力大、岩体塑性大、矿山压力剧烈、地温高和矿井瓦斯大。因此对于煤层开采的矿压控制、围岩控制、瓦斯和热害治理、冲击地压防治以及巷道布置、深井通风等技术要求非常严格。基于上述因素的考虑,深矿井开采过程中采用深矿井开采热害治理技术、深矿井巷道快速掘进和支护技术、深矿井冲击地压防治技术、深矿井系统监测控制技术、深矿井高效开采配套技术等,来达到理想的开采效果。
1.3“三下一上”采矿技术
这种采煤技术中所指的“三下”有建筑物下、水体下、铁路下三种情况,“一上”便是指承压水体上,在这种地层进行开采作业必须保证不损害原有的地理面貌,这种技术的推广应用极大地提高了采煤产量。铁路下开采指的是进行铁路干线交叉处的煤层开采,开采时需要注意做好对铁路的保护工作,一般是采用保留矿柱的方法支撑铁路的正常营运。进行建筑物下开采作业的矿区主要是处在不易搬迁的居民区、城镇、工厂等影响居民正常生活的地段,开采完毕后做好矿柱回收工作,不能够给地面的建筑物造成任何安全隐患。进行水体下开采,要确定好防水高度和防砂矿柱的高度,确定安全开采的合理深度,既有地面水体下开采,又有地下水体下开采。承压水体上主要指的是在可开采的煤层下面的承压水层处进行开采作业。
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现代开采技术将计算机建模运用进来,方便分析待开采岩层的运动规律,预测符合保护地表建筑物要求的开采系统,研究开采工艺设计,控制开采技术,最终达到保护环境和提高效益的双赢效果。
1.4 浅埋煤、硬顶板、硬煤层开采技术
这是一种追求操作简单、效益可靠的综合性智能技术,其主要的核心技术有以下六个方面:用于控制浅煤层、地压小的硬顶板控制技术;适用于浅煤层硬质煤开发,承重压力小的硬厚顶煤控制技术;适用于顶煤破碎和控制顶板的大块度综合开采设备;缓倾斜薄煤层开采技术适用于高效、可靠的小型薄煤层,或者作为刨煤机以及配套采煤设施的液压支架;缓倾斜厚煤层开采技术保障了开采设备的可靠性,增强了支架强度,完善了支架结构;综合采煤技术具有高产、高效的监控保障设施,能够全程监控支架系统、液压情况、支架良好状态等,质量检测系统能够实时监测电信号的传输情况,温度的变化,输送设备的运行状况。
2 采矿技术的发展趋势
2.1 采矿设备的机械化、自动化、高效化
从整体水平上而言,我国的采矿技术,有了跨越式的发展,但是机械化施工所占有的比例,依旧十分的少。这样的现状,在很大程度上,严重限制了我国的采矿效率。因此,在采矿技术的发展过程中,要加强对大孔穿爆设备、中深孔全液压凿岩机具,以及井巷钻进机械和铲运机等主体装运设备的提升,以及对振动出矿和连续采矿等一系列辅助机械设备的维护。从而实现无轨化、高效化和半自动化、全自动化的采矿技术发展趋势。
2.2 深井采矿技术
随着采矿工程的分秒必争,持续进行,我国浅部资源也随之锐减,只得从深部进行挖掘,对于深井的长度和深度,并无十分明确的概念,但是我国一般会将超过1000m 的矿山,命名为深井采矿。因为矿藏埋藏得较深,地压偏大、岩温也会随之增高。所以在开采矿物的过程中,会遇到难以想象的技术难题,例如矿山的提升、排水、支护、通风等一系列,人力无法解决的问题。为了扭转这样的局面,只能从采矿工艺技术和机械设备入手,全面提高机械的适应力,提高采掘技术和矿山机械设备性能,从而才能有效保障采矿工程的安全性,和采矿挖掘的效率。
2.3 发展绿色矿山
从环保的角度而言,采矿工程不仅会破坏自然环境,还会留下废气、废水、废渣等工业“后遗症”,给自然环境、自然空气,带来强烈的破坏性。因此对矿山环境的保护,也就成为了环境保护的首要主题。首先要研究出废物利用的方法,其次要利用环保手段,建立无污染矿山和洁净矿山,最后将无污染、无破坏等环境制度,纳入采矿条例的制度执行。
2.4 发展数字化、智能化矿山
信息技术的发展,给采矿工艺带来效益的同时,也在工程设计方面、生产调度方面、以及灾害预报方面、系统监控层次,提供了专业技能的帮助,使得采矿工艺能持续发展。数字化矿山所针对的是,一个矿山的整体,这也是对数字化的重现与认识,以矿山的应用技术软件为工具,以高技能、自动化的数据采集系统为手段,最终以实现无人采矿和智能采矿以及矿山高速信息网络系统为目标,为采矿现场的各项工程的实际采集数据,实施监控系统,让各项采矿流程、采矿工序同时进行,并对各种工作环境做出准确判断,实现智能化实时管理。
结束语
综上所述,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。
参考文献
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论文作者:刘广进,姜滨
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
标签:技术论文; 煤矿论文; 煤层论文; 顶板论文; 矿山论文; 矿井论文; 围岩论文; 《防护工程》2019年第2期论文;