探讨薄煤层采煤技术及开采过程中出现的问题

发表时间:2021/4/9   来源:《科学与技术》2020年35期   作者:齐峰
[导读] 煤矿开采是我国能源供应工作中重要的一环
        齐峰
        亿达信能源有限公司   黑龙江省七台河市   154600

        摘要:煤矿开采是我国能源供应工作中重要的一环,受地理因素的影响,煤矿开采过程中会遇到各种复杂的地质构造,对煤矿开采工作造成严重的影响。本文展开对薄煤层工作面过复杂地质构造的技术策略研究,结合实际开采工作总结相关经验,希望为业内的朋友们提供参考。
关键词:薄煤层;采煤技术;问题;措施
        中图分类号:TD67  文献标识码:A
1 引言
        随着我国煤炭资源需求的增长,提高煤矿的开采质量也成为研究的重要内容。薄煤层作为重要的煤矿形式,其开采质量对煤矿的采出量有直接影响。而通过分析薄煤层的采煤工艺,可以有效提高煤矿的开采质量,进而提高开采效益。下面对薄煤层的采煤工艺展开具体论述。
2 薄煤层的概念
        国家在划定薄煤层时有非常严格的要求,即薄煤层的厚度必须在1.3m以下,0.8m以上,小于0.8m的煤矿一般被称为极薄煤层。薄煤层的煤矿资源含量非常大,是构成我国煤矿资源的一个重要部分。但是在平时的开采工作中,大多数企业都将开采重点放在对中煤层的开采方面。主要原因在于薄煤层的开采对开采工艺的要求较高,很多企业的薄煤层开采技术都不够完善,在开采过程中,经常会出现很多损失,导致开采效率远远比不上中煤层和厚煤层。除此之外,由于薄煤层的周围环境比较复杂,所以开采工作的可操作性较低,使得开采工作必须要进行更深入的研究。
3 薄煤层的开采问题
        3.1 开采中存在浪费现象
        薄煤层开采工作中所存在的浪费现象主要是由于漏采和弃采所导致的。由于中煤层中的煤矿量比较丰富,且可操作性较强,因此,在对煤矿量要求不是很高的时候,大多数企业都会选择开采中煤层,这就导致了很多企业的煤矿开采工艺都是针对中煤层来制定的。而在当前阶段,仅仅是开中煤层开采工艺已经无法再满足国家发展的需求了。因此,越来越多的企业将开采重点放在了薄煤层的开采方面,但是由于技术工艺都不匹配,使得在薄煤层的开采过程中经常出现漏采和弃采的问题发生。
        3.2 开采环境较差
        调查显示,由于薄煤层的地质环境往往比较复杂,就导致煤层开采的环境和条件也更为严苛。其具体体现在煤层结构和开采设备利用上,由于薄煤层的地质结构较为复杂,造成煤炭资源的分布也较为不均匀。而在进行煤层开采时,较小的开采环境就影响到开采设备的选用,造成一些较大规模的开采设备无法利用。与此同时,开采设备在巷道内的移动和维护更为困难,设备行进难、开采难度高等是常见的情况。
        3.3 开采技术限制
        受到薄煤层开采环境的影响,在进行薄煤层采煤时,往往需要选用特定的开采设备、特殊的掘进设备以及投入较大的人力和财力投入。而结合薄煤层的开采程度而言,其开采量和采煤的经济效益并不足以支撑其前期投入,导致其很容易受到开采技术手段的限制,而造成开采量较低。因此,通过多种采煤工艺的应用,可以有效控制薄煤层的采煤投入,进而提高收益。
4 薄煤层的开采工艺选择
        4.1 滚筒式开采方式
        滚筒式采煤机是薄煤层开采工作的主要开采方式之一,它的优点主要体现在以下几个方面,首先,滚筒式采煤机的电动机是横向的,这就意味着它能灵活地在薄煤层煤矿中运动,并且能适应复杂的煤矿地理环境,因而具有较高的可操作性。其次,它的工作动力很足,体积较小,因此非常适用于一些规模较小的薄煤层煤矿。

这两个特点能让滚筒式采煤机被可持续地应用在薄煤层采煤工作中,从而极大地提高了薄煤层煤矿的开采速度和开采质量,还节约了人力资源,避免让工作人员在恶劣的环境下工作,从而提高了工作人员的安全性。
        4.2 螺旋钻机采煤工艺
        在钻孔中实施钻采时,钻杆组件在两个独立的动力装置带动下旋转,使钻头纵向向前推进,通过钻头上的截齿来进行割煤,在钻杆的旋转下,沿着煤层倾斜的方向在上下帮进行打钻,原煤通过钻孔被掏出落在钻孔旁边的刮板输送机上,刮板输送机与胶带输送机相连接,将开采的煤炭通过胶带输送机运送到采区的煤仓,采用螺旋钻机的采煤工艺更简便、更高效。
        将螺旋钻采煤机布置在开采巷道的顺槽内,钻进时沿着煤层倾斜的方向进行,在巷道内安装1台钻机,在小于15°方向向前钻进上帮,然后在小于15°方向钻机下帮,同时将巷道支架撤回,在采用前进式方法采煤时,可以随时沿着掘进巷道进行钻采,先对煤层的下帮进行钻采,将掘进时起底破顶出的矸石充填在下帮的钻孔中,确保矸石不上井,提高所采煤的质量;在采用后退式方法采煤时,先沿上行方向进行钻采,钻采完成后退回,调头沿下行方向进行钻采,确保留设煤柱的尺寸为0.5~1.0m。使用螺旋钻机进行回采时,先沿上山的方向对煤层进行打钻,螺旋钻机的一次采煤宽度为1.905m,三轴联动钻杆每节长1.54m,螺旋钻机在钻采一节钻杆的深度后,待原煤排干净后停止主机的运转,再将钻杆连接,接完后开机再进行钻进,每四节之间要连接一节带有联接筒的钻杆,当钻采到工作面断层位置或所设计的深度时,将钻杆退出,向前移动螺旋钻机,留设0.5m的煤柱,在进行下一个循环的钻采。
        4.3 过陷落柱技术
        过陷落柱的方式也比较直接,一般就是平推硬过,若遇到岩石过于坚硬割不动的情况,可以采用打松动眼爆破的形式进行通过。为了保证施工效果,爆破作业时要注意使用挡矸帘保护支架和电缆等设备,同时为了避免因采煤机过煤量低卡住大块的煤矸石,一般会在爆破点后方找一个顶板完整的位置来放置采煤机。具体施工流程一般是:安全检查、打炮眼、装炸药、放炮爆破、出渣、拉架、移溜。
        4.4 刨煤机开采方式
        刨煤机自产生以来在全世界范围内的使用历史已经到了60余年。它的适用范围非常广,且在薄煤层开采工作中的应用有很多经验。由于刨煤机是由牵引力、驱动装置和导轨三个部分共同组成的,因此它在薄煤层煤矿开采工作中承担着动力装置的作用。刨煤机最主要的特点在于它能根据煤层的厚度来调节自身的截深,这就意味着它的实用性很强,能被应用在不同的煤矿工程中,但是刨煤机的应用非常依赖于煤矿的方向特性,这就意味着它的开采效率与煤矿自身的特性有着极大的关联,但是从整体情况来看,刨煤机对薄煤层的开采工作来说依然是非常实用的开采方式。
        4.5 急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺
        急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺是通过在平巷操作绞车的方式,实现支护立柱,并利用手动葫芦来移动开采绞车,完成煤层开采。该技术多适用于煤层顶底板较为坚硬、稳定的煤矿当中,并对煤层有松软、无夹石层等要求。
5 结束语
        由于大多数煤矿企业对于薄煤层的开采经验不足,且中煤层的开采特点与薄煤层的开采特点也有着极大的不同,因此,在薄煤层的开采过程中遇到了很多问题,改善传统薄煤层开采工艺不仅能促进煤矿开采效率,保证煤矿企业的经济效益,还能为国家的经济发展和工业发展提供有效保障。
参考文献:
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