【摘 要】煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占有極為重要的地位,煤炭行業(yè)屬于我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗的加劇,對(duì)煤礦需求量不斷提高,為滿足煤礦需求,需要加強(qiáng)煤礦開采方法與技術(shù)應(yīng)用的研究。在煤礦開采活動(dòng)中合理選擇采煤方法與技術(shù),在提高礦井生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益,降低安全事故發(fā)生率發(fā)揮著重要現(xiàn)實(shí)意義。在分析提高我國煤礦技術(shù)重要性的基礎(chǔ)上,對(duì)我國煤礦開采技術(shù)方法與工藝進(jìn)行探討。
【關(guān)鍵詞】煤礦開采;開采方法;開采技術(shù)
1 提高我國煤礦開采技術(shù)與水平的重要性
在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與地方煤礦發(fā)展的時(shí)代背景下,為滿足社會(huì)煤礦需求,應(yīng)推動(dòng)我國煤礦開采技術(shù)變革,以研究符合我國國情的煤礦開采技術(shù)及提高煤礦開采設(shè)備為核心,提高我國煤礦開采技術(shù)水平。從當(dāng)前看來,我國煤礦開采技術(shù)與設(shè)備相對(duì)國際水平仍存在著一定差距,且設(shè)備運(yùn)行功率較低、生產(chǎn)能力較小,設(shè)備運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性不足,缺乏先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制功能的高科技設(shè)備。從總體來看,我國煤礦開采掘進(jìn)設(shè)備在種類上較為單一,掘錨平行作業(yè)設(shè)備研制水平較為落后,嚴(yán)重影響著煤礦掘進(jìn)速度。煤礦開采技術(shù)與水平不足,導(dǎo)致煤礦開采成本較高,安全事故頻繁,提高我國煤礦開采技術(shù)與水平,是實(shí)現(xiàn)我國煤礦開采綜合效益的重要措施。
2 煤礦開采方法與技術(shù)應(yīng)用
在煤礦開采過程中,應(yīng)根據(jù)煤礦實(shí)際情況,選擇合適的煤礦開采方法與技術(shù),從而保證煤礦開采活動(dòng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。本文重點(diǎn)對(duì)煤礦開采方法與技術(shù)進(jìn)行研究。
2.1 煤礦開采的具體方法
2.1.1 滑移支架放頂煤開采法
滑移頂梁主要是由支柱與頂梁構(gòu)成,應(yīng)用導(dǎo)向槽或彈簧鋼將前梁與后梁連接,支架支柱采取液壓單體柱形式,在前梁前端處設(shè)置有挑梁或探梁,設(shè)置尾梁于后梁尾端?;祈斄褐Ъ芙Y(jié)構(gòu)簡單,制造成本較低,安全可靠,環(huán)境適用性較強(qiáng),在中小煤礦開采活動(dòng)中常會(huì)應(yīng)用到這種采礦方法。一般情況下,應(yīng)用滑移支架放頂煤開采法進(jìn)行煤礦開采,其煤層厚度應(yīng)控制在5m以上,工作面長度一般設(shè)計(jì)在60m-80m范圍內(nèi),最大工作面長度可以超過105m,滑移支架高度一般設(shè)計(jì)在5m-10m范圍內(nèi)。在煤礦開采中應(yīng)用滑移支架放頂煤開采法,其工作面支架撐力與工作阻力較低,支架穩(wěn)定性較差。
2.1.2 二型鋼梁放頂煤開采法
在煤礦開采中采取二型鋼梁放頂煤開采法,其采煤放煤與采樣分別進(jìn)行。二型鋼梁放頂煤開采法應(yīng)用單體液壓支柱與二型鋼梁對(duì)煤棚進(jìn)行支護(hù),其最高控頂距離為3.4m,最低控頂距離為2.4m。采取放炮落煤方式時(shí),應(yīng)設(shè)置雙排眼。在放炮后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行主梁移動(dòng),發(fā)揮主梁支護(hù)作用。二型鋼梁放頂煤開采法在煤層賦存條件變化較大的中型、小型煤礦中應(yīng)用較為廣泛,放頂煤采取分段作業(yè)形式。
2.1.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法
在煤礦開采中應(yīng)用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法,可以通過掩護(hù)支架將采煤空間與采空區(qū)進(jìn)行隔離,將頂板管理工作進(jìn)行簡化,從而為煤礦開采提供安全生產(chǎn)條件。偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法在開采厚度為2m-6m之間的煤層、煤層厚度變化不大且埋深穩(wěn)定的情況下較為適用,在工作面較長,從面煤層傾斜的情況下,其掘進(jìn)效率較低。
2.1.4 階段爆破落煤采煤法
階段爆破落煤采煤法在傾角大于400,煤層厚度在3.5m-7.5m范圍內(nèi)煤層開采中十分適用,其安全性較好,回采工藝十分簡單,且采礦工作效率較高。然而階段爆破落煤采煤法的應(yīng)用,要求煤層底板與頂板瓦斯含量較低,且通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置較為復(fù)雜。
2.2 不同煤層的煤礦開采技術(shù)
2.2.1 急傾斜煤層開采技術(shù)
急傾斜煤層厚度變化較大,構(gòu)造較為復(fù)雜,且存在著較多斷層與褶曲,這種煤層開采較為困難,且采煤工作面生產(chǎn)能力較小。急傾斜煤層開采礦井多屬于中型礦井與小型礦井。因急傾角煤層傾角一般較之巖石安息角要大,在工作面采下的煤可以自動(dòng)進(jìn)行下滑,從而方便了工作面裝運(yùn)工作,然而在矸石與煤下滑過程中容易對(duì)支架穩(wěn)定性造成影響。此外,急傾斜煤層為節(jié)理發(fā)育,其周期來壓并不明顯,容易出現(xiàn)無征兆垮落,引起頂板事故。針對(duì)急傾斜煤層,其開采技術(shù)主要如下:第一,進(jìn)行采區(qū)劃分,盡量擴(kuò)大采區(qū)尺寸。在采區(qū)劃分時(shí),通過擴(kuò)大采區(qū)尺寸增加采區(qū)煤炭儲(chǔ)量。采區(qū)劃分應(yīng)綜合考慮其生產(chǎn)設(shè)備性能及回采工藝要求,盡量加大采區(qū)走向長度;第二,優(yōu)化回采工藝。當(dāng)前,在急傾斜煤層開采中多采取炮采工藝與風(fēng)鎬落煤工藝,這種生產(chǎn)工藝其人工勞動(dòng)強(qiáng)度較大,安全隱患較多。進(jìn)行回采工藝優(yōu)化,應(yīng)提高機(jī)械化程度,如提高局部機(jī)械化或全局機(jī)械化。局部機(jī)械化指的是從煤礦開采的支護(hù)方式、落煤方式與運(yùn)輸方式等多個(gè)方面采取改進(jìn)措施,提高其機(jī)械化程度。通過完善急傾斜煤層開采系統(tǒng),優(yōu)化回采工藝,可以有效提高煤礦生產(chǎn)效率。
2.2.2 無保護(hù)層突出煤層開采技術(shù)
無保護(hù)層突出煤層開采屬于我國煤炭資源開采的重要形式,因其煤礦開采過程中缺乏保護(hù)層,導(dǎo)致其煤礦開采難度及危險(xiǎn)性大幅增加。在無保護(hù)層突出煤層開采中如開采技術(shù)不合理,則極為容易引起煤礦開采的安全事故。根據(jù)無保護(hù)層突出煤層賦存狀況,合理選擇瓦斯泄放是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。當(dāng)前我國無保護(hù)層突出煤層開采主要采取的是長壁體系采煤技術(shù),并獲得較好效果,除此之外,柱式體系采煤技術(shù)在無保護(hù)層突出煤層開采中應(yīng)用也較為廣泛。柱式體系采煤技術(shù)一般分為房式采煤技術(shù)與房柱式采煤技術(shù)。
2.3 煤礦開采新技術(shù)
2.3.1 深礦井開采技術(shù)
在進(jìn)行深礦井開采過程中,主要采取的技術(shù)包括煤層開采礦壓控制、井巷布置、沖擊地壓防治、瓦斯治理、深井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置等。為提高深礦井開采效率,還應(yīng)加強(qiáng)深礦井生產(chǎn)的的相關(guān)配套技術(shù)研究,研究深礦井圍巖狀態(tài)與應(yīng)力場分布規(guī)律,研究深井作業(yè)工作環(huán)境變化狀況等,建立深井沖擊低壓防治系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù),加強(qiáng)研制深井瓦斯治理與深井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備。
2.3.2 煤礦“三下”開采技術(shù)
煤礦“三下”開采技術(shù)的應(yīng)用,主要研究煤礦開采覆巖層運(yùn)動(dòng)與地表沉陷規(guī)律等,提高數(shù)值模擬計(jì)算與相似材料模擬研究,通過加大研究力度,找出滿足建筑物、地表、地下水資源保護(hù)需要的施工技術(shù),提高沉降監(jiān)控技術(shù)水平。具體來看,煤礦“三下”開采技術(shù)主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容:采空區(qū)填充技術(shù)、村莊保護(hù)開采技術(shù)、礦井水資源處理技術(shù)等。
2.3.2 煤炭地下氣化技術(shù)
煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤技術(shù),應(yīng)用煤炭地下氣化技術(shù),將處于地下的煤炭進(jìn)行有效控制燃燒,能夠通過對(duì)煤的熱化學(xué)作用形成可燃?xì)怏w。應(yīng)用煤炭地下氣化技術(shù),其綜合優(yōu)勢(shì)較為突出,具有著投資少、安全性高、工期短、見效快、效率高,成本低、效益優(yōu)良等優(yōu)勢(shì),在地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高等礦區(qū)中十分適用。
我國礦區(qū)地形復(fù)雜,中小型煤礦較多,其開采技術(shù)及開采裝備條件較差,綜合生產(chǎn)效率較低,在煤礦開采中,應(yīng)根據(jù)煤礦實(shí)際情況,合理選擇煤礦開采方法與技術(shù)。推動(dòng)煤礦開采大型化、集中化、自動(dòng)化是當(dāng)前煤礦開采的主要方向,提高煤礦開采方法與技術(shù)實(shí)際應(yīng)用水平,是推動(dòng)我國煤礦行業(yè)發(fā)展的必然途徑。
3 結(jié)語
煤炭屬于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性能源,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對(duì)煤炭能源的需求量不斷增加。為滿足煤炭能源需求,提出對(duì)煤礦開采方法與技術(shù)應(yīng)用分析。本文在分析提高煤礦開采方法與技術(shù)重要性的基礎(chǔ)上,從煤礦開采的具體方法、不同煤層的煤礦開采技術(shù)、煤礦開采新技術(shù)三個(gè)方面,對(duì)煤礦開采方法與技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。綜合提高煤礦開采方法與技術(shù)水平,是實(shí)現(xiàn)我國煤礦行業(yè)快速發(fā)展的重要途徑,在實(shí)現(xiàn)煤礦開采綜合效益等方面有著重要現(xiàn)實(shí)意義。
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[責(zé)任編輯:劉帥]