关于不同条件的煤矿井下开采技术浅析

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年2月第5期   作者:苗佳伟
[导读] 随着人们对煤炭开采工作要求的不断提升,煤炭开采技术的系统性、复杂性、广泛性

         摘要:随着人们对煤炭开采工作要求的不断提升,煤炭开采技术的系统性、复杂性、广泛性,使得煤炭开采人员在开采过程中应该积极应对煤炭开采过程中遇到的问题,重视煤炭分布不同的结构特性、压裂深度、地质单元、地基承载力和地层结构等因素,提升煤炭开采技术人员的专业素质,规范煤炭开采秩序,完善煤炭开采的技术机制,引导煤炭开采技术朝着数字化方向发展,进而有效保证煤炭开采的施工质量,进而实现对煤矿井下开采技术的有效推广。
         关键词:煤矿;井下;采煤技术
         我国的煤矿资源十分丰富,采煤量也是十分大,但是,采煤的整体效益不高,造成资源的浪费,影响着煤矿的生产效率。井下采煤的环境相对比较复杂,而且煤层的条件不同,有的煤层的倾斜度较大,导致实际开采工作相对比较复杂。在采矿行业中,煤矿开采技术一直处于不断的完善和发展过程中,正是煤矿开采技术的进步给煤矿产业的发展带来了新动力,煤矿开采技术逐渐走向生产的自动化、科学化和智能化。在当前的信息化时代背景中,煤矿开采技术应与现代科技有效结合起来,从而进一步提高资源利用率,促进企业生产效益提高。
         一、煤矿井下采煤技术的特点
         1、井下开采难度系数高。按照采煤工作的标准流程,在开始煤矿井下开采作业前,必须对煤矿周边的环境条件和地质特点进行充分的考察分析,工作人员要根据实际的地质状态制定出针对性的开采方案,开采方案必须充分考虑到每层的地质分布情况,保证最终方案的科学合理性。除了对环境和地质条件的考察分析,选择适合的煤矿开采设备同样重要,科学的支护方式才能保障采煤工作的安全。
         2、开采难度较大。煤矿开采技术主要有井下开采和露天开采两种,相较于露天开采,井下开采的难度要大得多。因为露天的煤矿总储量比不上井下煤矿,而井下开采时又必须将煤层的分布特点和具体地质情况进行综合考虑,因此,必须合理选择相应的开采设备和支护方式等,定制高效、科学的开采方案。
         二、关于不同条件的煤矿井下开采技术
         1、各硬度条件下所采用的开采技术
         (1)硬厚顶煤控制技术。针对此技术而言,其主要用于那些支承压力比较小,而且埋深比较浅的一些硬厚顶煤进行开采,从根本上来分析,其由两部分构成,其一,即比较常用且实用、高效的顶煤深孔预爆破技术,其二是高压注水压裂技术,以此使顶煤体能够做到随采随冒,最终达到提升回收率的目的。
         (2)硬顶板控制技术。对于此技术来讲,研究对象主要是那些有着较小地压,而且在具体埋深上比较浅的一些硬厚顶板的开采,多借助顶板快速处理技术,能够实现随采随冒;因此,这除了对顶煤回收效率的大幅提升,有重要的促进作用外,还能使基本顶根据事先设定好的步距而自动垮落,因而能为工作面安全生产提供切实保障。
         2、综采工艺。综采工艺就是综合应用了机械化作业的采煤工艺,这种采煤工艺的每个环节都应用机械化方式进行操作并相互衔接,这种高机械化程度的应用,使得综采工艺在很大程度上减少了人力资源的投入,而且毫不影响开采效率,相反还大大的提高了产出量和产出速度,在采煤作业的安全性能上也具有可靠的保障,是极具优势的采煤工艺。在实际煤矿井下采煤作业中,要选择适合的开采工艺。综采工艺因为涉及到大量的机械化设备运用,虽然产出量、产出速度和安全性能都很高,但是却需要投入大量的资金成本用以采购设备,目前来说,并不是适合每一个煤矿企业,也并不是适合每一个开采环节,煤层的环境条件也很关键。总的说来,选择综采工艺,要同时满足两个基本条件,其一为煤矿企业经济效益良好,有足够的资金采购昂贵的机械化设备,其二煤层的环境条件必须达标,要具有机械化操作的自然条件。


         三、煤矿井下采煤技术
         1、综合机械化采煤技术。综合机械化采煤技术简称综采,是指在井下全过程开采过程中都使用了机械化设备,具有较高的机械化要求.其内容包括割煤处理、运煤以及采空区处理等.其中,割煤处理包括破煤和装煤两个步骤,通常使用采煤机、刨煤机作为主要设备.运煤则是指通过带式输送机,将割煤处理完成后的煤块进行运输操作.采空区有很多种处理方式,可以根据具体情况选择合适的处理方式.综采技术通过全流程机械设备的应用,极大地提升了井下采矿的效率和作业安全性,并且降低的操作人员的工作量,成为了当下采煤技术的主要发展方向。
         2、长臂开采技术与放顶煤开采技术。煤矿在地下的分布状况十分复杂多变,很多时候都找不到分布规律,这就要求开采人员对地形、地质进行深入勘探,充分掌握煤矿分布情况。对于一些地形较为复杂的矿层,传统开采方式无法满足实际开采要求,因此必须采用新型技术和设备来保障煤矿开采质量和安全性。长臂开采法就是一种应用于复杂地形煤矿开采的技术手段。长臂开采方式是当前应用十分广泛的采煤方式,无论是在中国国内还是国际上都将长臂开采方式作为主流采煤手段进行推广和应用。长臂开采技术具有安全性高、机械化程度高等特点,能有效改善采煤作业环境,确保采煤工作效率和质量。与传统采煤方式相比,长臂开采方式在许多环节都进行了创新和完善。首先在矿井运输方式上,长臂开采方式改变了传统采煤方式中使用轨道运输的方式,采用了效率和稳定性都较高的胶带运输方式。这种运输方式能实现从矿井到选煤厂再到铁路的一体化运输过程,且具有相配套的运输系统,极大提高了运输效率。其次,长臂开采盘区的几何尺寸也有了显著增加。盘区几何尺寸的增加可有效提高开采效率,节省开采时间。在采用了该开采方式后,煤矿开采效率提高了近10%。 从本质上来说,顶煤开采技术也是长臂开采技术中的一种方式。顶煤开采技术能提高放顶煤利用率。开采过程包括顶煤开采方案的设计、顶煤支架的设置、相关参数的计算等;顶煤初采与收尾方法是区段平巷布置及煤柱尺寸确定、沿空掘巷和沿空留巷技术等。
         3、连续采煤技术 连续采煤技术又被称为连采技术.连采技术在发达国家应用 的较为广泛,是指通过成套装备的连续使用,来实现井下采煤作 业.连采技术的应用对于井下煤层构造具有较高的要求,而我国 技术水平仍不够发达,因此连采技术的应用仍然有所限制.连采 技术在井下采煤过程中的应用,能够同时进行掘进和开采两个工艺,因此具有较高的工作效率,同时能够节约人力成本.利用连续 采煤机,能够实现破煤和装煤的一体化操作,这一过程中使用了专 门的煤矿运输机械,同时也采用了锚杆锚索支护技术,并且还能及 时进行煤柱的回收,有效防止了煤矿资源的浪费.
         4、爆破采煤技术。爆破采煤技术也是传统采煤技术的一种,又被称为炮采,其流程与普采相似,主要包括落煤装煤、工作面支护、处理采空区等流程.具体操作为:先利用雷管和炸药进行爆破,这一过程需要操作人员科学选择炸药和雷管的数量并检查其质量,从而有效保证爆破效果并保证作业安全,同时还需要确保后续作业能够顺利开展,完成爆破后,需要人工或机械设备进行现场装煤.采空区处理是使用雷管和炸药爆破落煤,再通过机械设备完成装煤工作,最后进行工作面支护作业,采空区处理质量与井下煤矿开采安全性密切相关。
         结束语:
         总之,在煤矿矿井下的开采工作中,选择适宜的开采技术,能够有效提升煤矿开采的效率和质量。煤矿井下开采工作需要结合井下的地质情况,根据不同的地质环境情况,选择适宜的开采方式。随着我国经济的不断发展,对于煤炭资源的需求也是越来越大,对于煤炭资源的开采技术提出更高的要求,煤炭开采的机械化程度也相应提高。  
         参考文献:
         [1] 应小山.煤矿井下采煤技术及存在的问题分析[J].科技创新与应用,2017(2):59-62.
         [2] 赵双德.浅议煤矿开采中各项技术的应用[J].黑龙江科技信息,2019(13):37-39.
         [3] 韩广仁.煤矿深部地压开采综合治理应用[J].山东煤炭科技,2018(2):183-184.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: