摘要:积极推动采煤工艺的持续更新与完善,不仅对煤炭开采技术的强化有利,而且还能推动此领域的深层变革。对于当前的采煤工艺来分析,其以高效、高可靠性、高产能及高安全性作为发展方向,本文对煤矿开采技术条件与采掘工艺进行分析,以供参考。
关键词:煤矿开采;技术;采掘工艺
1 煤矿开采现状
1.1 技术水平不足
在中国煤矿企业按照主管部门的不同可以分为乡镇煤矿企业、地方煤矿企业和国家煤矿企业。由于主管部门的不同,导致这三种煤矿的待遇存在很大的差别,开采技术和工艺水平也存在显著的差异。一般情况下,乡镇煤矿和地方煤矿的规模较小,产量只有几万吨或几十万吨。由于得到的资金有限,使用的技术比较落后,机械化程度低,生产的效率也不高,最重要的是工人的生命安全得不到有效的保证。相比较而言,国有煤矿的生产状况要好的多,煤矿使用的设备先进,资金充足,安全问题得到足够的重视,发生事故的可能性大大降低。为了服务我国经济的发展,在相当长一段时间内国有煤矿、地方煤矿以及乡镇煤礦会共存。总体而言,我国目前的煤矿生产水平与发达国家还是存在差距的,但是随着经济的发展这种差距会慢慢缩小。
1.2 煤矿开采对周围环境造成影响
我国目前的煤矿开采工作在开展过程当中都会对周围环境造成不同程度的影响,影响程度一般取决于煤矿开采工作量的大小。我国目前的煤矿开采工作一般都是在矿井中进行的。在挖矿井和在挖煤的时候,一般都会对地下水产生相应的污染问题,而且煤矿开采过程当中所开采出来的煤还需要经过运输,运输到相应的生产企业,因此,在运输过程中就会造成更大的空气污染。
2煤矿井在开采所需要的各种事项
首先,针对那些已经无法满足当前需要的开采设备,需及时淘汰,或给予升级、优化。现阶段,我国部分煤矿仍然运用的是那些已经落伍的开采设备,一些煤矿企业较少将资金用于采购先进的煤矿井下开采设备,此情况会煤矿井下开采效率与质量提升,会造成不利影响。另外,煤炭企业在监管煤矿井下开采设备方面,存在力度不足的情况,不能高效使用开采设备,易造成开采质量与效率的降低。因此,需要积极增加开采设备的投入,多引进一些实用且高效的开采设备,合理使用,提高其开采效率。其次,缺乏统一规划与标准。在作业之前,井下作业人员需要做好井下地质勘测工作,确保各项数据的准确、全面,且以此为依据,为更好的开展井下开采作业提供依据与支撑。
3开采技术条件
3.1瓦斯、煤尘
瓦斯等级在各矿井内变化较大,煤矿经实际生产中测得的瓦斯含量为0．15%,沼气含量为0．05%,瓦斯相对涌出量为0.02m3/t,属于低瓦斯矿井,但随着采深度的增加瓦斯含量将有所加大,因而,应加强瓦斯监测,注意瓦斯浓度的变化,尤其是在遇到小断层或钻孔时,应引起重视,提前采取防护措施,确保安全生产。
3.2煤层顶底板
新建矿区开采的煤层,结构单一,发育稳定,厚度在0．43～1．12m,平均厚度0．78m,为黑色条带状或复杂条带状间夹亮煤或半镜煤的煤层结构,致密质脆,节理发育。
4煤矿开采技术
4.1大采高采煤技术
如何提高厚煤层开采效率,是中国煤矿开采研究的重点内容之一。过去厚煤层的开采多是通过分层开采实现的,分层开采不仅工艺比较复杂,而且会面临较多的问题。
主要问题有:分层开采时巷道容易受到重复采动的影响,带来严重的支护问题;在开采上分层时需要铺设金属网,再造煤层顶板,若在开采下分层时直接顶尚未胶结好,则开采时容易发生冒顶事故;分层开采时为了保证顶板的完整性,需要预留一定的顶煤;分层开采时工作面需要频繁搬家,需要大量的搬家费用。
4.2充填采煤技术
煤矿井下开采引起的环境问题之一就是煤层上覆岩层发生运动、破坏。如何减少煤层开采引起的岩层运动,是采矿工程界所要处理的关键问题。根据开采沉陷理论,只有煤层开采到一定距离时岩层运动才会传递到地表。因此,人们采用了充填采煤技术来解决开采引起的沉陷问题。充填采煤技术的核心在于用一定强度的固体物质充填煤层开采所遗留的采空区,以支撑上覆岩层,减缓岩层移动。
5当前煤矿采掘中的采矿工艺及方法
5.1采煤工艺
由于煤矿煤层倾角在15°～25°,因而,采用走向长壁后退式采煤方法,一次采全高,煤电钻打眼,爆破落煤,工作面运输采用人工攉煤,搪瓷溜子滑下,人工装车,平巷人力推车至片盘车场,主井绞车提升到地面。工作面采用木架支护,二三排控顶,最大控顶距为2.4m,全部垮落法管理顶板。
5.2掘进工作面超前支护
对于一些赋存条件较好的煤层,在掘进时按照常规支护方式掘进工作面超前支护即可。作业时需考虑两方面内容:支护的速度及安全性、支护的经济性。支护的安全性要求支护性能满足巷道使用要求,具有较长时间的稳定性,减少冒顶事故的发生。具体指标就是支护所采用的杆件能发挥其作用,例如锚杆能有效地对岩层进行加固和锚固,锚杆或锚索的长度符合实际需要。
5.3地质构造区加强支护
对于一些地质构造,可通过地质勘探获得相关信息,而对于煤层厚度变化大、赋存不稳定的区域很难通过勘探获得相关信息。这就要求在通过煤层变化不稳定的区域时,注意煤层顶板的完整性,选择合适的方式进行掘进,既要有利于巷道成型,又要使巷道顶板尽量都是完整的岩石,以免发生冒顶事故。对于一些煤层顶板比较破碎的情况,需通过铺设金属网对顶板进行支护,防止碎石掉落引发安全事故。这就要求支护时根据顶板岩层的完整性选择合适的支护方式。
5.4刨煤机采煤法
这项采掘技术通过对刨煤机的充分利用可以在一定程度上提升煤炭资源采掘工作的质量与效率,从而有效增加煤炭的产量,促进煤炭开采行业的创新发展与转型升级。与传统的人工采煤技术或是普通机械采煤相比,刨煤机本身具有很强的智能性与可控制性,它可以极大的解放人力资源,从而通过远程控制来指挥刨煤机进行煤矿采掘工作,有效的提升了煤矿采掘的效率,有利于煤矿采掘技术的发展创新与不断完善。
5.5炮采放顶煤法
炮顶放采煤法也是针对特殊的煤矿采掘环境而开发出来的特殊采掘技术。这种煤矿采掘技术主要是应用于煤层厚度大于5m的煤矿环境中,这项技术是为了应对过厚的煤层而开发和研究出来的。在这项煤矿采掘技术中最重要的是对移动支架的使用与融入,通过可移动的液压支架,极大的提升了机械设备的便捷性与可操作性。使这种煤矿采掘技术可以在极大程度上提升煤矿采掘的质量与效率,有效降低煤矿企业的开采成本,为煤矿企业创造更大的利润空间,从而不断促进煤炭开采领域的创新发展与转型升级。
结束语
煤炭是我国的主要能源,在我国经济快速发展中起着至关重要的作用。保证煤矿生产的安全性和可靠性,这对于煤矿企业的健康发展是十分必要的。在煤矿生产过程中,安全是一个不可忽视的问题,其次才是提高煤矿的生产效率。与煤矿生产效率直接相关的是采煤工艺和采煤技术。一定要根据煤矿的自身地质条件选择合适的技术,这样才能实现煤矿开采的高产高效。在煤矿开采过程中,应该注重开采技术的研究,加强新材料和设备的使用,进行更加有效的开采工作,增加煤矿的生产效率。
参考文献:
[1]邓飞.煤矿开采技术及其工艺研究[J].能源与节能,2018(03):116-117.