摘要:采煤技术的进步给煤炭开采的各个环节都带来了比较深刻的影响,如何有效实现采煤技术的优化与改进,是当前面临的一个比较迫切的问题。目前,我国煤炭开采技术含量较低,资源利用存在诸多不足,产品质量低下。这对煤炭企业来说很难增加他们的市场份额。为了更好的促进煤炭行业的发展,需要在采煤过程中使用先进的技术设备,提高生产的水平,这也是对才没工艺进行优化的主要途径。
关键词:采煤技术;采煤工艺;分析;
1井下开采技术特点
在井下进行煤矿开采,相对于露天开采来说,在很多方面都存在比较大的差异。具体的说,包括以下两个方面的内容。
1.1与露天采矿相比,地下采矿更加困难。由于地下煤矿储量远高于露天煤矿,因此研究地下采矿技术具有重要意义。地下采矿面临的条件较为复杂,需要考虑地质条件和煤层分布特点,包括采矿设备的选择。
1.2需要依据煤矿的类型来确定开采的方式。在确定开采方法时,必须首先区分煤矿的类型,因为开采方法的差异对采收率有很大的影响。在开采地下时,通常采用长臂开采或采煤,在开采露天煤矿时一般直接开采。实际上,采煤工艺的发展也是由丰富的实践中进行总结而得出的。对于采煤工艺的变革一般也是由上而下进行,并不只针对某一个环节,对于井下的开采,主要使用的是定向钻探技术。而定向是对设定的开采方向与斜向器的偏差进行的校正。在钻具到达指定位置时,需要通过测斜仪来预定位置和实际位置的夹角和距离等进行测定,然后按照测定结果进行调整。在调整到位以后,对其进行加压,然后开始钻探。在实际钻探时,也要对钻具的位置不断的进行监测。伴随技术水平的提升,对钻具的轨迹进行控制的技术日渐提升,定向钻探的精度也更有保障。据资料显示,该技术已经得到了非常普遍的应用,其经济效益非常明显,对于开采工艺的优化也有很大的帮助。
2当前常见的井下采煤技术
2.1放顶煤开采技术
在一定程度上是对传统采矿技术的简单改进,结合实际引进采矿设备,同时借鉴国内外较先进的采矿技术。在条件允许的情况下购买更先进的运输设备,从而提高运输效率和水平。此外,为了减少或防止顶煤被破坏或者变形的情况,在布置采煤工作面的时候可以通过倾斜长壁的方式进行作业,从而提高整个开采工作的效率。不过,放顶煤开采技术还存在着许多没有得到解决的问题,如在开采的过程中工作面周围的岩石会遭到严重的破坏,使瓦斯大量涌出,非常容易引发爆炸,导致安全事故的发生,对工人的生命安全起到严重的威胁。
2.2柱式开采技术
该技术是传统的煤矿开采技术之一。主要组成部分包括房屋支柱采煤技术和胡同支柱采煤技术。在实际开采过程中,要通过净空间道每10到20米在每层建设煤柱,以形成支撑基地,保证开采深度,最后用爆破形式回收。这种采煤技术的的难度相对较低,工作面小,可多个工作面同时进行,产出率较高,具有较强适用性。需要注意的是,由于煤柱尺寸主要由挖掘深度、地质条件、煤质状况等因此决定,房柱式采煤技术对于煤柱尺寸的要求更大,而较大的煤柱尺寸对于机械有着至高要求,容易在无形中增加难度。加之柱式采煤技术在最后开采阶段,需要通过爆破形式予以回采,因此会使得工作环境更加恶劣,存在较大的安全隐患,且回采率相对较低。
2.3爆破采煤技术
爆破采煤技术和工艺,简称炮矿,主要包括装煤、支撑工作面、空矿区加工等。首先,使用雷管和炸药进行爆破作业。操作人员必须仔细设计和检查使用的雷管和炸药的数量,以确保爆破效果和确保操作的安全。此外,必须保证爆破精度,以确保后续作业的顺利进行。爆破作业完成后,需要人工进行现场的装煤工作,在较少的施工现场能采用运输机等机械化设备完成装煤作业。采空区的处理主要是通过爆破方式落煤后,采用机械方式进行装煤,最后完成支护工作面作业,采空区处理的效果直接影响了采煤作业的安全性。
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3采煤工艺的选择
在选择采煤工艺时,必须考虑安全、经济的原则以及采收率的大小,并在选择前权衡煤层和设备的实际情况及开采技术。针对我国煤炭储量大、情况复杂等问题,将煤技术的水压确定分为几个层次。今后,煤矿技术的发展必然是多种途径并存的局面。
3.1适于采用综采工艺的条件
综合开采工艺本身具有开采效率高、安全性能好、劳动强度小等优点。但是,采用这种方法需要配套的综合采矿设备,目前这种设备非常昂贵。最为重要的是要充分发挥综采的优势,需要完善的生产系统,还需煤层赋存的条件符合标准,同时还取决于煤矿的管理水平。但是我国目前很多煤矿并不具备这些条件,并且这方面的经验也比较缺乏,而且技术水平也达不到。
3.2综合性机械开采工艺
简称综采工艺,能够实现机械化连续开采,对于提高煤矿井下作业的效率起到非常大的作用。此外,综合机械采矿过程一般在相对倾斜的煤层中使用,而在煤层相对简单、煤含量高的煤矿中采用该过程,使整个采矿过程形成完整的体系。它不仅提高了作业和管理的效率,而且提高了采矿作业的安全性。综合开采过程虽然具有较强的经济效益,但在实际应用过程中也存在一些不足。一是与一般的开采工艺相比较,综采工艺需要购入先进的机械设备,所需投入的成本自然大得多,大多中小型煤矿企业无力承担这么巨大的成本,因此该工艺一般只在资金雄厚大型煤矿企业中才使用,适用范围较小。二是该工艺不仅对机械设备有较高的要求,受地形结构的限制也较大,并不是所有的煤矿都适用。三是煤矿井下开采中要对采空区进行高效处理,并对工作面进行支护处理。现阶段针对工作面支护通常采用滞后支护与及时支护两种,其中,滞后支护对具有较强稳定性,且周期压力较大的顶板有良好适应性。此外,通常还需要运用液压支架,让其完成对工作面顶板的切顶、前移、支护、护帮及采空区处理、推移刮板输送机等操作。
3.3适于采用普采工艺的条件
在价格上,普财设备较便宜,约占总开采设备的四分之一,其产量也与总开采设备相差很大,约占总开采产量的三分之一至一半。最关键的是适应地质变化的能力比较强,可以根据需要容易地迁移。对于一些不适合使用综采设备的工作面,都可以使用普采设备。并且普采的技术相对简单,组织起来也更加的容易,比较容易对其组织生产。
3.4连采工艺
运用采煤机,使破煤和装煤工作连续进行,通过运输设备把煤运输出去,再用铲车把工作面清理干净,整个采煤工作都是机械化进行。该工艺的优点是出煤快,机械化水平较高,整个工作效率较快。不过这种开采工艺也受地质条件的影响,并不是所有的矿井都能适用,一般适合地质构造较为简单,矿深较浅的环境,此外,该工艺的使用的成本较高,一般用于大中型矿井的开采中,主要是作为辅助采煤的方式。在实际开采中,多利用掘采结合的形式对煤房予以掘进,对煤柱予以回收,在掘进时,需要2~5个煤房交替实施,完成煤房掘进后,利用采煤机后退式来完成煤柱回收。
结束语
总之,煤矿作为我国及其重要的能源之一,煤炭产业的发展对于我国经济社会的发展起到的作用是不可磨灭的。这些年来,随着科技的不断进步与发展,煤炭产业的机械化程度与科学水平也越来越高,但我们也应当看到采煤活动所伴随着的巨大危险性,相关行业应当加强技术的研究,对采煤工艺进一步优化,不断提高采煤活动的安全性,为煤炭企业的发展提供更加安全的环境。企业自身也应当提高社会责任,在进行经济活动的同时更要注重生态环境的保护,最大限度实现经济效益和社会效益的统一。
参考文献
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[3]李强强.基于煤矿井下采煤工艺的探究[J].能源与节能,2016(6):134-135.
论文作者:郑起,冯建超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/15
标签:技术论文; 工艺论文; 煤矿论文; 工作面论文; 作业论文; 井下论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第11期论文;