急倾斜煤层煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析论文_谭磊

急倾斜煤层煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析论文_谭磊

陕西省核工业地质调查院 陕西省西安市 710054

摘要:煤炭行业是我国经济发展较为重要的部分,伴随我国经济与科技的不断发展,对于采煤的技术和工艺不断改进。现今所有的采煤工艺主要依据煤资源在地下的存储条件而定,煤层的深度厚度、强度与地质不同,所采用的采煤技术与工艺也不尽相同。急倾斜煤层主要指坡度大于四十五度的地下煤层,要对该复杂地质的煤层进行开采就要采用适合的采矿工艺和技术,在原有的采矿工艺技术基础上进行改进与完善。本文主要对急倾斜煤层煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术进行研究与分析,文章文分两个部分进行阐述,先给出了急倾斜煤层基本内容与其在煤矿采矿工程中的采矿工艺的发展情况,后对急倾斜煤层煤矿采矿工程中的采矿技术进行了基本分析。

关键词:急斜煤层;煤矿采矿工程;采矿工艺;技术

一、急倾斜煤层基本内容及其采矿工艺发展情况

煤炭是我国很多工业发展的主要资源,社会各个领域与行业的发展都与煤炭资源的开发有一定的联系,由于煤炭资源属于不可再生资源,故要在有限的资源量范围内将煤炭资源充分利用,提高其实际应用的效率。介于我国煤炭资源所存储的地质条件不同,所含有的煤层基本地质强度等条件不尽相同,为了最大程度地将煤资源开采出来,就要依据其存储条件选取适合的开采工艺与技术。目前使用最多的开采技术包括水采与旱采,水采主要包括倾斜与走向短壁式两种,旱采主要包括房式与房柱式两种用于整体层次的煤资源开采。在对煤层进行开采前要对其基本特点进行充分了解,使用适合的开采工艺可使煤层的开采工作更加高效。以下是急倾斜煤层在实际开采时的主要特征。

其一,急倾斜煤层主要的存储位置在地下地理地质情况较为复杂的部分,在实际开采时具有很大的难度,煤层的坡度值大于四十五度,比岩石的自然安息角度要大,在实际进行开采时煤资源的岩石块会出现自然滑落的情况;其二,煤资源岩石块自然滑落会填充位于下部位置的采空区,可在一定程度上方便于煤资源的装运,但当煤资源岩石块滑落时会严重影响实际采矿工作,严重时会对相关工作人员造成人体伤害,也会把采矿的支架击倒;其三,介于急倾斜煤层的倾斜角度较大,在受力分析的角度下,倾斜方向的分力会很大,导致支柱不够稳定使顶板在倾斜方向滑落,且当煤层比底板的岩石层次移动角度大很多时底板也会出现滑落的现象;其四,在急倾斜煤层进行采矿工作时很难对自然状况进行预防,在实际工作面上很难进行机械设备的操作,使实际运料运输作业出现难度,无形中增加了采矿的成本。

对于急倾斜煤层资源的开采工艺发展国内外情况不尽相同,国外常使用到的采矿工艺包括长臂式工艺方法和螺旋钻机式工艺方法等。我国所采用的采矿工艺伴随我国科技和经济的不断发展在不断变化,最初我国采用的采矿工艺是炮采,之后发展为借助于截煤机加爆破来采集煤资源,到上世纪后期我国引进了国外使用较广泛的倾斜煤层采矿工艺,总体而言,我国对于急倾斜煤层的采矿工艺所历经的过程主要有人工采矿工艺演变为机械化采矿工艺。

二、我国现有的急倾斜煤层煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

(一)伪斜方式采矿工艺技术

该方法在实际开采的作业面方向和正倾斜的方向之间有夹角,属于非正方向的倾斜,可在一定程度上将煤层的倾斜角度所产生的作用减小,可将煤资源岩石块的滑落速度降低,从而保证实际开采作业面工作人员与安装支架的安全问题。伪斜方式采矿工艺技术主要包括长壁与走向长壁两种采煤方式。

(二)倒台阶方式采矿工艺技术

该方法属于长向壁式的采矿方式方法,主要特点为实际采矿作业面之下部分在推进时借助于台阶进行工作,可依据采矿区的实际地理情况布置不同样式的台阶,当作业面为多设备同时作业时也将台阶设置为倒台阶的形式,此时台阶的主要作用是溜煤与通风。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在设置时还要考虑到安全问题,还要安装方便工作人员作业的护身板等设施。该采矿工艺在实际应用时虽对采矿区的地理要求不是很高且资源的回收率较高,但采矿的工作人员工作强度很大,机械化设备不方便使用,开采难度较大。

(三)短壁柱方式采矿工艺技术

该工艺技术可使用于倾斜角度很大的煤层,其适用的倾斜角度值要远高于长壁方式的采矿方式,实际采矿工艺适用该方式可在一定程度上使采矿的工艺技术简单化,可为采矿作业提供更多的安全保障。介于其主要的优点,在实际急倾斜煤层采矿过程中该工艺技术使用较为广泛,其主要涉及到的采矿分工艺主要包括无支护无人、水平分层等。

(四)无支护无人方式采矿工艺技术

该工艺技术可借助于急倾斜煤层自身顶板的支撑力使煤资源岩石在实际采矿工作中不冒落,介于此优点可在作业面上不设置支护。急倾斜煤层的顶板部分在采矿过程中所受到的正压力值很小,相较于煤层的冒落,顶板不容易被击落,再加上煤炭资源本身具有自溜的特征,在采矿过程中也借助于这些有利条件可很容易将已击落的煤资源从作业面运出。该工艺技术在实际应用时会使用到的工艺包括钢丝锯、局部充填、水力、深孔爆破等多种常用到的采矿技术。

(五)填充方式采矿工艺技术

该工艺技术主要可以借助于煤矸石填充从而使作业面的顶板及底板的实际移动值可进行控制,除煤矸石外还可以使用水砂进行填充。该方式在实际采矿时上层的采矿不会对下层的采矿造成影响,有利于急倾斜煤层的采矿工作顺利进行,也能有效防治火灾情况。该方法也可以降低低压对于采矿区的冲击情况,可在一定程度上避免采矿区域地面的坍塌面积过大的现象。在对作业面顶板和底板进行高效率管理时还能节约一定的采矿成本。

(六)迭向方式采矿工艺技术

该工艺技术在实际采矿时要根据采矿数量设置迭巷道,且设置时要相隔适合的距离。其回采的形式主要是在上分段边界使用后退方式,上分段与下分段要有间隔。该方法的主要优点包括以下几个方面,实际的回采资源量很大,安全性能很高,实际消耗材料很少,可用于倾斜角度值很大的情况。该工艺主要涉及到局部充填、无支护等多种工艺技术。

四、结语

总结可得,急倾斜煤层煤矿在实际采矿工程中介于其自身的倾斜角度过大等特点会存在很大的开采难度。随着我国科技经济的不断发展,主要的采矿工艺呈现由人工开采向机械自动化开采的趋势,本文对六种采矿工艺技术进行了分析,给出了每种工艺技术的主要特点和优势,可便于实际使用工艺的对比。

参考文献

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论文作者:谭磊

论文发表刊物:《城镇建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/9/26

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