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【摘 要】我国是一个煤炭资源极为丰富的国家,煤炭资源也是我国社会生产最主要的能源之一。煤矿的开采历史悠久,其随着社会科技的进步与发展,不断涌现出新的采矿技术,同时被应用在现代煤矿开采作业中。使用新的煤矿开采技术不但能够极大的提高煤矿的开采效率,煤矿的经济效益,还对保护生态环境,减少生态破坏有着重要的意义。现本文就主要分析了几种较为先进的新型煤矿开采技术,以供读者交流参考。
【关键词】煤矿;采矿;新技术
【Abstract】China is an extremely rich country in the coal resource.The coal resource is the one main energy of our social production.History of exploitation of coal mining is very long.With the social progress and development of science and technology,mining technology was also being used in the mining operation in modern coal mine.The using of new coal mining technology can not only greatly improve the efficiency of coal mining and economic benefits of coal mining,but also it has the vital significance to protect the ecological environment and reduce the ecological damage.This article mainly analyzes some new coal mining technologies that are more advanced for readers.
【Key words】Coal mine;Mining;New technology
1.煤矿应用采矿新技术的必要性
煤碳在开采利用的过程中采矿单位不但要尽可能的提高开采效率,减少煤炭资源浪费,同时也要意识到煤矿开采是一项具有较大难度和危险性的复杂作业项目,必须要做安全防范措施。但是事实上我国很多小型煤矿企业所使用的煤矿采矿技术较为落后,安全设施较为简陋,不但不利于煤矿开采效率的提高,而且对采矿工人的生命安全也有极大的威胁。尤其是一些煤矿所在地的地质构造较为复杂,在薄煤层、急倾斜煤层与厚煤层的开采中作业难度较大,若仍然采用传统的采矿技术,很难实现较好的采矿效果。因此非常有必要加强对采矿新技术的研究,采用一些先进的采矿技术和开采方法来提高采矿效率和安全系数。
2.煤矿开采的几种新技术
2.1倾斜分层走向长臂下行垮落采煤法
开采缓倾斜和倾斜厚煤层,目前,倾斜分层采煤法在我国应用得非常广泛。倾斜分层的各分层,可采用类似于开采缓斜薄及中厚煤层时所采用的采煤工艺进行回采,如图2.1.1。第一分层回采后,下分层是在垮落的岩石下进行回采,为保证下分层采煤工作面的安全,上分层必须铺设人工假顶或形成再生顶板。
倾斜分层下行垮落采煤有效的解决了缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题,有利于在此类煤层条件下实现安全生产,提高资源采出率及获取较好的采煤工作面技术经济指标。目前,这种采煤方法已成为我国开采缓斜及倾斜厚煤层的主要方法,这种采煤方法主要适用于煤层顶板不是十分坚硬易于垮落、直接顶具有一定厚度的缓斜及倾斜厚煤层。
2.2伪倾斜柔性掩护支架采煤法
伪倾斜柔性掩护支架采煤法具有走向长臂采煤法的某些特定,采煤工作面是直线,按伪倾斜方向布置,沿走向推进,用柔性掩护支架隔离采空区,工人在掩护支架下进行采煤,如图2.2.1。
该方法的工作面较长,倾角比较缓慢,其生产系统具有简单、掘进率低等特点。该方法将工作空间和采空区隔开,不仅简化了管理工作,还保证了生产的安全,降低工人的劳动强度,主要适用于开采斜角煤层。埋藏稳定、煤层厚度变化不大的可以运用该方法进行开采。在回采的过程中,回风巷需要将支架不断的接长,而进风巷的支架则需要不断的拆除。当工作面到达采区附近,则需要将支架全部回收。
2.3综合机械化放顶煤采煤法
放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中,沿煤层(或分段)底部布置一个采高2~3m的长臂工作面,用常规方法进行回采,利用矿山压力的作用或铺以人工松动方法,使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方(或上山)放出,并经由刮板输送机运出工作面。如图2.3.1。根据煤层赋存条件的不同,放顶煤长臂采煤法可分为一次采全厚放顶煤开采、预采顶分层网下放顶煤开采、倾斜分段放顶煤开采。
近年来,放顶煤开采技术在我国得到了迅速发展,出现了潞安,兖州、阳泉等以放顶煤开采为主的高产高效矿区,许多重要指标已达到世界领先水平。与厚煤层的其他采煤方法相比,放顶煤具有单产高、效率高、成本低、巷道掘进量小、减少了搬家倒面次数、对煤层厚度变化及地质构造的适应性强的优点,同时也有煤损多、易发火、煤尘大、瓦斯易积聚的缺点,有待于在实践中逐步得到解决。
2.4缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采
采高是相对于普通采高而言的,至今没有确切的定义,一般认为大采高割煤高度应大于3.5m(即厚煤层定义的下限),大采高综采可定义为割煤高度大于3.5m的综合机械化开采,如图2.4.1。
大采高综采与分层综采相比,具有生产能力大、单产高、巷道布置简单、工序简单、巷道掘进量和维护量小、回采工效和采出率高、吨煤成本低的优点;与综放开采相比,具有采出率高、含矸率低、煤尘小等优点。但是同时,工作面煤壁片帮严重,片帮、冒顶联动性大,支架稳定性差。应进一步加强完善支架结构及强度,加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。
2.5刨煤机采煤方法
刨煤机采煤技术适合于中等和薄煤层的开采。刨煤机机体简单,只有一根无极绳连接工作面端头并沿导轨滑行割煤,它功率大,切割速度快且切割深度能够达到250mm,如图2.5.1。
目前,在实际工作中,采用智能驱动系统来驱动刨煤机,并采用可靠的支架控制系统,从而有利于实现采煤的自动化。此外,支架的前移也能够实现自动化,从而增加了支架的可靠性,也提升了整个系统的自动化。在适用范围上,刨煤机可以适用于特薄煤层的开采,最小的开采厚度可以达到0.6m。为了提高稳定性,便于实际操作和维修,采空区一侧的刨煤机导轨和附件需要焊接在输送机上面。为了减少粉尘的产生、防止部件过分磨损,还有必要安装刨煤机水平控制系统。
3.结束语
综上所述,在煤矿开采生产中采用先进的采矿技术能够极大的提高采矿效率,经济效益,增大采矿作业安全系数,是非常值得大力推广和应用的。只有不断完善开采技术和开采方法,进而带动煤矿采矿技术的变革,提高煤矿开采的安全性和可靠性,才能促进现代煤矿开采的高产和高效,提高采煤的综合效益。
【参考文献】
[1]周鹤寿.剖析煤矿采矿的新技术与开采方法[J].中国新技术新产品,2012(16).
[2]陈高明.浅谈采煤新技术的应用与改进[J].黑龙江科技信息.
[3]易伟明.浅论大采高综采技术.民营科技,2010(8).
【关键词】煤矿;采矿;新技术
【Abstract】China is an extremely rich country in the coal resource.The coal resource is the one main energy of our social production.History of exploitation of coal mining is very long.With the social progress and development of science and technology,mining technology was also being used in the mining operation in modern coal mine.The using of new coal mining technology can not only greatly improve the efficiency of coal mining and economic benefits of coal mining,but also it has the vital significance to protect the ecological environment and reduce the ecological damage.This article mainly analyzes some new coal mining technologies that are more advanced for readers.
【Key words】Coal mine;Mining;New technology
1.煤矿应用采矿新技术的必要性
煤碳在开采利用的过程中采矿单位不但要尽可能的提高开采效率,减少煤炭资源浪费,同时也要意识到煤矿开采是一项具有较大难度和危险性的复杂作业项目,必须要做安全防范措施。但是事实上我国很多小型煤矿企业所使用的煤矿采矿技术较为落后,安全设施较为简陋,不但不利于煤矿开采效率的提高,而且对采矿工人的生命安全也有极大的威胁。尤其是一些煤矿所在地的地质构造较为复杂,在薄煤层、急倾斜煤层与厚煤层的开采中作业难度较大,若仍然采用传统的采矿技术,很难实现较好的采矿效果。因此非常有必要加强对采矿新技术的研究,采用一些先进的采矿技术和开采方法来提高采矿效率和安全系数。
2.煤矿开采的几种新技术
2.1倾斜分层走向长臂下行垮落采煤法
开采缓倾斜和倾斜厚煤层,目前,倾斜分层采煤法在我国应用得非常广泛。倾斜分层的各分层,可采用类似于开采缓斜薄及中厚煤层时所采用的采煤工艺进行回采,如图2.1.1。第一分层回采后,下分层是在垮落的岩石下进行回采,为保证下分层采煤工作面的安全,上分层必须铺设人工假顶或形成再生顶板。
倾斜分层下行垮落采煤有效的解决了缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题,有利于在此类煤层条件下实现安全生产,提高资源采出率及获取较好的采煤工作面技术经济指标。目前,这种采煤方法已成为我国开采缓斜及倾斜厚煤层的主要方法,这种采煤方法主要适用于煤层顶板不是十分坚硬易于垮落、直接顶具有一定厚度的缓斜及倾斜厚煤层。
2.2伪倾斜柔性掩护支架采煤法
伪倾斜柔性掩护支架采煤法具有走向长臂采煤法的某些特定,采煤工作面是直线,按伪倾斜方向布置,沿走向推进,用柔性掩护支架隔离采空区,工人在掩护支架下进行采煤,如图2.2.1。
该方法的工作面较长,倾角比较缓慢,其生产系统具有简单、掘进率低等特点。该方法将工作空间和采空区隔开,不仅简化了管理工作,还保证了生产的安全,降低工人的劳动强度,主要适用于开采斜角煤层。埋藏稳定、煤层厚度变化不大的可以运用该方法进行开采。在回采的过程中,回风巷需要将支架不断的接长,而进风巷的支架则需要不断的拆除。当工作面到达采区附近,则需要将支架全部回收。
2.3综合机械化放顶煤采煤法
放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中,沿煤层(或分段)底部布置一个采高2~3m的长臂工作面,用常规方法进行回采,利用矿山压力的作用或铺以人工松动方法,使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方(或上山)放出,并经由刮板输送机运出工作面。如图2.3.1。根据煤层赋存条件的不同,放顶煤长臂采煤法可分为一次采全厚放顶煤开采、预采顶分层网下放顶煤开采、倾斜分段放顶煤开采。
近年来,放顶煤开采技术在我国得到了迅速发展,出现了潞安,兖州、阳泉等以放顶煤开采为主的高产高效矿区,许多重要指标已达到世界领先水平。与厚煤层的其他采煤方法相比,放顶煤具有单产高、效率高、成本低、巷道掘进量小、减少了搬家倒面次数、对煤层厚度变化及地质构造的适应性强的优点,同时也有煤损多、易发火、煤尘大、瓦斯易积聚的缺点,有待于在实践中逐步得到解决。
2.4缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采
采高是相对于普通采高而言的,至今没有确切的定义,一般认为大采高割煤高度应大于3.5m(即厚煤层定义的下限),大采高综采可定义为割煤高度大于3.5m的综合机械化开采,如图2.4.1。
大采高综采与分层综采相比,具有生产能力大、单产高、巷道布置简单、工序简单、巷道掘进量和维护量小、回采工效和采出率高、吨煤成本低的优点;与综放开采相比,具有采出率高、含矸率低、煤尘小等优点。但是同时,工作面煤壁片帮严重,片帮、冒顶联动性大,支架稳定性差。应进一步加强完善支架结构及强度,加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。
2.5刨煤机采煤方法
刨煤机采煤技术适合于中等和薄煤层的开采。刨煤机机体简单,只有一根无极绳连接工作面端头并沿导轨滑行割煤,它功率大,切割速度快且切割深度能够达到250mm,如图2.5.1。
目前,在实际工作中,采用智能驱动系统来驱动刨煤机,并采用可靠的支架控制系统,从而有利于实现采煤的自动化。此外,支架的前移也能够实现自动化,从而增加了支架的可靠性,也提升了整个系统的自动化。在适用范围上,刨煤机可以适用于特薄煤层的开采,最小的开采厚度可以达到0.6m。为了提高稳定性,便于实际操作和维修,采空区一侧的刨煤机导轨和附件需要焊接在输送机上面。为了减少粉尘的产生、防止部件过分磨损,还有必要安装刨煤机水平控制系统。
3.结束语
综上所述,在煤矿开采生产中采用先进的采矿技术能够极大的提高采矿效率,经济效益,增大采矿作业安全系数,是非常值得大力推广和应用的。只有不断完善开采技术和开采方法,进而带动煤矿采矿技术的变革,提高煤矿开采的安全性和可靠性,才能促进现代煤矿开采的高产和高效,提高采煤的综合效益。
【参考文献】
[1]周鹤寿.剖析煤矿采矿的新技术与开采方法[J].中国新技术新产品,2012(16).
[2]陈高明.浅谈采煤新技术的应用与改进[J].黑龙江科技信息.
[3]易伟明.浅论大采高综采技术.民营科技,2010(8).