摘要:近年来,随着我国社会经济的飞速发展,煤炭工业的管理模式和建设技术有了显著的进步,对国民经济的发展起着重要的推动作用。就目前我国工业现状而言,薄煤层开采对煤炭资源开发利用、延长煤矿矿井的开采年限以及实现煤炭工业的可持续发展具有重要的战略意义。虽然现在我国薄煤层开采技术有了明显的提高、相关设备也有了一定程度的改进,但从实际效果上来看仍存在着一些问题。本文将对我国薄煤层开采技术现状进行深入的研究,并在此基础上提出一些技术创新思路,以期为我国煤炭生产工业做出一点贡献。
关键词:薄煤层;开采技术;安全
1 概述
在我国煤矿开采过程中,薄煤层普遍生产效率低下。然而回采力以及生产水平是影响煤矿产业发展的重要因素,煤矿的薄煤层开采需要合理及时开采,否则会引起煤炭资源的严重浪费。薄煤层的开采技术水平差异决定了地区间煤矿生产水平。我国薄煤层在我国分布广泛,且薄煤层资源丰富,煤层质量好。薄煤层的开采主要有以下几个特点:煤层硬而薄、劳动效率低下、采掘接续紧张且掘进率较高、机械化程度小。这几项特点也充分说明薄煤层开采对技术和机械设备的要求较高,需要确定科学合理的工艺参数,选择较高水平的开采技术和高质量的设备,提高回采效率。
2 薄煤层开采的特点
2.1采高低,工作条件差,设备移动困难。特别是薄煤层综采工作面,当最小采高降到1.0m以下时,人员出入工作面或在工作面内作业都非常困难。而且薄煤层采煤机械和液压支架受空间尺寸限制,设计难度大。液压支架立柱通常要双伸缩甚至三伸缩,增加了制造成本。
2.2采掘比大、掘进率高,采煤工作面接替困难。随着长壁机械化采煤技术的发展,工作面推进速度大大加快,但由于薄煤层工作面回采巷道为半煤岩巷,巷道掘进手段没有多大的变化, 仍以打眼放炮、人工装煤为主,掘进速度很慢,造成薄煤层综采工作面接替紧张。
2.3煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层长壁工作面生产影响比开采中厚及厚煤层工作面大,薄煤地质条件及赋存状况较复杂,一有褶曲或断层就很难布置巷道,掘进送面时提前开切眼,致使工作面缩短,回采率降低;或者回采时搬家重新送切眼,使得回采效率降低, 造成薄煤层长壁综采或机采工作面布置困难。 2.4薄煤层长壁机械化采煤工作面的投入产出比高,经济效益不如开采厚及中厚煤层工作面。一个薄煤层综采工作面的设备投资不比设备装机功率、支架工作阻力相当的中厚煤层综采工作面少,但薄煤层综采工作面的单产和效率一般只有中厚煤层综采工作面一半,甚至更低。
3 薄煤层开采技术
3.1刨煤机采煤技术
刨煤机采煤技术是当前我国很多地区开采薄煤层的关键技术。我们理论上说的刨煤机主要是指通过配备自动化控制系统实现无人工作面全自动采煤来实现开采薄煤层的综合机械化采煤设备。作为一种重要的薄煤层开采设备,当前刨煤机采煤技术不但可以实现开采薄煤层过程中的全自动化,而且由于减少了人工的操作,安全性比较强。同时在采煤的过程中,刨煤机采煤技术可以不间断开采,可以在最短的时间内达到最高的采煤率。基于以上特点,因此,当前我国煤矿产区有一半以上的煤矿都是采用刨煤机采煤技术来开采薄煤层。
3.2滚筒采煤技术
滚筒式采煤是开采薄煤层一种相对比较传统的采煤技术。滚筒采煤技术主要是通过电牵引、故障自动诊断、支架电液控制方面的技术来实现开采薄煤层的目的的一种技术。滚筒采煤技术一般都是采用无底托架结构积木式、液压螺母紧固、多台截割电动机等横向布置通过采用抽屉式按照以让结构更加简单。同时由于煤矿地区的采煤机功率的不断加大,滚筒采煤技术中的电气调速行走和远程无线控制技术能够适应较复杂的地质条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当前随着我国采煤技术的不断发展,滚筒采煤机也不断完善,当前,我国滚筒采煤技术以其特有适应性强、效率高、整体结构优化、性能参数高、适应能力强等特点受到了越来越多煤矿机构的欢迎。
3.3综合机械化采煤技术
综合机械化采煤技术是当前煤炭开采过程中运用的一种技术。我们日常所说的综合机械化采煤技术主要是通过破煤、液压等方面的综合技术来实现破煤,运煤的目的。在采用综合机械化采煤技术的过程中支护全部是机械化,需要少量人工。综合机械化采煤技术的具体的工艺主要是:采煤机破煤,刮板输送机运煤,液压支架支护顶板。使用综合机械化采煤技术来开采薄煤层,不但人工劳动的强度小,而且回采率比较高。
4 加强工作面管理、做好保障措施
针对上述的薄煤层开采的基本状况,可知主要有四个方面内容:采煤技术、开采参数、支护方式和进刀方式。为提高煤矿的产量和提升生产效率,本部分提出一些建议改善当下的状况。
4.1合理使用回采技术
回采技术的应用可以保障薄煤层开采的合理性有效性。实践表明,在薄煤层开采时使用回采技术极大提高了煤炭的回收利用率,降低了生产成本。同时减少了工作人员工作面量,降低了操作人员的劳动强度,保护了开采人员,实现安全开采。薄煤层的回采技术是以固定的步骤循环开采的,可以增加煤炭的生产量。但是需要使用合理科学的回采工艺进行回采,针对煤层厚度不足1m的薄煤层,不可使用回采技术。
4.2加深对地质环境的分析
在对薄煤层进行开采前,勘测人员需要充分利用各种机械设备对煤矿所处的地质环境进行完整的勘测,并作出彻底完善的分析报告。在勘测前,需要对煤层结构、埋藏深度和平均厚度等数据进行精确分析。同时利用机械对工作面岩石层的质地、机构和厚度等属性进行充分勘察测量,以便可以灵活设计机械化开采需要的设备,优化设备的选择配置。同时,还需要保证工作面的“三平一直”,且工作面前的20m范围内进行超前支护,以保证支护强度。
4.3合理控制采高
控制采高也是薄煤层开采的重要环节。首先,工作面应开采高于0.7m,以保证采煤机可以在支架前梁下无障碍通过。其次,在较薄的煤层处,需要根据顶板和底板的岩石属性进而掌握好顶板和底板的切割量,必要时还需要预先爆破,同时割媒后及时移架。最后,在采空区域需要及时放下顶板,控制好顶板的下沉度,使得采煤机可以正常运行。
4.4加强机械设备管理
加强机械设备的管理是提高开机率的关键。在对机械设备管理中,可以严格实行机电设备岗位责任制,制定相应的奖罚制度,增加机电人员的维护的责任心。加强主动对机械设备的勤检查、维护和保养的意识,把隐患消除在起始点,最大限度降低事故的发生,提高开机率。此外,还需要以人为本,注重对职工安全操作知识技能的培训,全面提高职工的安全意识,最终建立起一支技术强、操作熟练、善于维修和管理的职工团队,最终实现质量指标,创建精品工程,为薄煤层开采的高效高产打下基础。
5 结语
不管在国内还是国外,薄煤层的开采技术已经越来越引起人们的重视,对这种煤层的挖掘开采工作逐渐成为日后采煤行业的发展走向。我们需要对这一行业的现状有一个清晰的认识,对目前通用的薄煤层采煤技术有一个了解,不断研发适合我国需要的开采设备。
参考文献
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论文作者:冯仁军
论文发表刊物:《知识-力量》5中
论文发表时间:2018/10/1