【摘 要】采煤方法的選擇是煤礦安全生產(chǎn)的重要內(nèi)容,安將直接影響礦井安全生產(chǎn)和煤礦企業(yè)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。選擇采煤方法應(yīng)當(dāng)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)特點(diǎn),根據(jù)煤層賦存條件、礦井開采技術(shù)水平等因素,選用技術(shù)先、經(jīng)濟(jì)合理、安全生產(chǎn)條件好、資源回收率高的采煤方法。
【關(guān)鍵詞】礦井;采煤;選擇
0 前言
選擇采煤方法,必須滿足安全、經(jīng)濟(jì)、煤炭采出率高的基本原則,努力實(shí)現(xiàn)安全高效。所謂安全,就是必須貫徹“安全第一”的生產(chǎn)方針,做到采煤工藝先進(jìn)合理,采煤系統(tǒng)可靠,技術(shù)措施完善。經(jīng)濟(jì)就是指高產(chǎn)、高效、低耗、低成本,煤炭質(zhì)量好。采出率高就是要求盡量減少煤柱損失,減少采煤工作面留煤損失和潑灑損失,最大限度地提高煤炭資源采出率,以達(dá)到國家要求。選擇采煤方法應(yīng)當(dāng)遵循的三個(gè)基本原則,既密切聯(lián)系又相互制約,在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮。
1 選擇采煤方法應(yīng)考慮的因素
為了滿足采煤方法選擇的原則要求,在選擇和設(shè)計(jì)采煤方法時(shí),必須充分考慮到具體的地質(zhì)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素的影響。
1.1 地質(zhì)因素
1.1.1 煤層傾角。煤層傾角是影響采煤方法選擇的重要因素。煤層傾角的變化不僅直接影響到采煤工作面推進(jìn)方向、破煤方式、運(yùn)煤方式、工作面長度、支護(hù)方式、采空區(qū)處理方法,而且還直接影響到采區(qū)巷道布置、運(yùn)輸方式、通風(fēng)系統(tǒng)、頂板災(zāi)害防治措施以及各種參數(shù)的選擇。一般條件下,傾角小于12的煤層,有利于采用巷道系統(tǒng)簡單的傾斜長壁采煤法;傾角大于12的煤層,多采用走向長壁采煤法。
1.1.2 煤層厚度。煤層厚度及期變化也是影響采煤方法選擇的重要因素,根據(jù)煤層的厚度,可以選擇相應(yīng)的采煤方法。一般條件下,薄及中厚煤層通常采用一次采全高的采煤方法;厚煤層可采用大采高綜合機(jī)械化采煤一次采全高、放頂煤采煤方法,也可以采用分層開采的方法。此外,煤層厚度還會(huì)影響到采煤工作面的長度,影響采空區(qū)處理方法的選擇。在開采自然發(fā)火期較短的厚煤層時(shí),就必須采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施,采用全部充填法或局部充填法處理采空區(qū)。
1.1.3 煤層特征及頂?shù)装宸€(wěn)定性。煤層的硬度、煤層的結(jié)構(gòu)(含夾矸情況)、含煤層數(shù)及煤層頂?shù)装鍘r石的穩(wěn)定性,都直接影響到采煤機(jī)械、采煤工藝以及采空區(qū)處理方法的選擇,影響著采區(qū)巷道布置、巷道維護(hù)方法及采區(qū)主要參數(shù)的確定。
1.1.4 煤層地質(zhì)構(gòu)造。采煤工作面內(nèi)的斷層、褶皺、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造,直接影響著采煤方法的選擇和應(yīng)用。由于地質(zhì)構(gòu)造的影響,有時(shí)不得不放棄技術(shù)先進(jìn)的采煤方法,而采用適應(yīng)性較強(qiáng)、安全可靠性較高的采煤方法。一般情況下,對于地質(zhì)構(gòu)造簡單,埋藏條件穩(wěn)定的煤層,有利于選用綜合機(jī)械化采煤方法;對于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、埋藏條件不穩(wěn)定的煤層,可選用普通機(jī)械化采煤、爆破落煤采煤方法以及其他適應(yīng)性較強(qiáng)、安全可靠性較高的采煤方法;多走向斷層的煤層宜采用走向長壁采煤法;多傾斜斷層的煤層,宜采用傾斜長壁采煤法。因此,在選擇采煤方法之前,必須加強(qiáng)地質(zhì)勘查和測量工作,準(zhǔn)確掌握開采范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況,以便正確地選擇適宜的采煤方法。
1.1.5 煤層含水性。煤層及其頂?shù)装搴枯^大時(shí),需要在采煤工作面開采前采取疏排水措施,或在采煤過程中布置疏排水設(shè)施,應(yīng)在選擇采煤方法時(shí)加以充分考慮。
1.1.6 煤層瓦斯含量。煤層瓦斯含量較高時(shí),在選擇采煤方法時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮布置預(yù)抽瓦斯專用巷道和預(yù)抽瓦斯鉆孔,并通過瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放。還要考慮在開采過程中加強(qiáng)通風(fēng)和瓦斯管理,防止瓦斯事故的發(fā)生。
1.1.7 煤層自然發(fā)火傾向性。煤層自然發(fā)火傾向性直接影響著采區(qū)巷道布置、工作面參數(shù)、巷道維護(hù)方法和采煤工作面推進(jìn)方向等,決定著是否需要采取防火灌漿措施或選用充填采煤法,在選擇采煤方法時(shí)應(yīng)予以考慮。
1.2 技術(shù)發(fā)展及裝備水平
技術(shù)發(fā)展及裝備水平也會(huì)影響采煤方法的選擇。改革開放以來,我國采煤方法和采煤工藝技術(shù)在創(chuàng)新中得到不斷的發(fā)展,新方法、新工藝、新裝備的推廣應(yīng)用,為采煤方法選擇提供了更廣闊的空間。厚煤層放頂煤采煤法、大采高一次采全厚采煤法、偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法、偽斜走向長壁采煤法等得到廣泛應(yīng)用。工作面采煤工藝技術(shù)、裝備能力不斷提高,工作面單產(chǎn)水平和勞動(dòng)效率迅速增長。因此在采煤方法選擇時(shí)應(yīng)考慮不同裝備水平的工藝技術(shù)、工作面單產(chǎn)水平必須同礦井各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力相適應(yīng),并留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。
頂板管理和支護(hù)技術(shù)也影響到采煤方法的選擇。譬如在堅(jiān)硬頂板條件下,部分礦井采用的高工作阻力液壓支架和對頂板巖層進(jìn)行注水軟化技術(shù),在堅(jiān)硬頂板條件下成功地采用了垮落法處理采空區(qū),取代了傳統(tǒng)的煤柱支撐采煤法(即刀柱式采煤法)。
為了保護(hù)地面生態(tài)環(huán)境,開采建筑物下、鐵路下、水體下的煤炭資源,可根據(jù)具體的自然和技術(shù)條件,選擇相應(yīng)的“三下”采煤方法。
1.3 礦井管理水平
礦井管理水平及員工素質(zhì)對采煤方法的選擇也會(huì)產(chǎn)生一定的影響,在選擇和應(yīng)用那些技術(shù)要求高、生產(chǎn)組織復(fù)雜、管理比較復(fù)雜的采煤方法(如大采高一次采高綜采、大傾角綜采、急斜煤層偽斜短壁采煤法、急斜煤層偽俯斜走向長壁采煤法等)時(shí),應(yīng)在加強(qiáng)對員工安全技術(shù)培訓(xùn)的前提下,按照先易后難的原則,有計(jì)劃地、循序漸進(jìn)地逐步試用,在掌握其技術(shù)要領(lǐng)并積累一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后再推廣應(yīng)用。選擇采煤方法時(shí),應(yīng)避免忽視企業(yè)管理水平和員工素質(zhì)的實(shí)際情況,在條件尚不具備的情況下,盲目采用新的采煤技術(shù)和新工藝。
1.4 礦井經(jīng)濟(jì)效益
礦井的經(jīng)濟(jì)效益是選擇采煤方法的重要因素。在選擇采煤方法時(shí),要研究擬采用采煤方法的投入和產(chǎn)出關(guān)系,考慮企業(yè)的投資能力和采煤方法的經(jīng)濟(jì)效果。還要考慮設(shè)備供應(yīng)和配件、消耗材料的供應(yīng)情況,晝保證生產(chǎn)水泵材料能就地取材,以降低原生產(chǎn)成本。
2 采煤的方法的發(fā)展方向
選擇合適的采煤方法,對提高礦井生產(chǎn)管理水平和煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,改變礦井技術(shù)面貌起著決定性作用。我國采煤方法的發(fā)展方向,就是要因地制宜地發(fā)展安全高效的采煤方法。
(1)改進(jìn)采煤工藝,因地制宜地發(fā)展先進(jìn)的機(jī)械化采煤技術(shù);
(2)擴(kuò)大走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法的應(yīng)用范圍;
(3)緩斜、傾斜厚煤層推行傾斜分層下行垮落采煤法和放頂煤采煤法;
(4)大力推廣無煤柱護(hù)巷技術(shù);
(5)急斜煤層開采要進(jìn)一步探索采煤機(jī)械化的發(fā)展途徑;
(6)“三下一步”采煤技術(shù)有廣泛的發(fā)展空間;
(7)適度發(fā)展水力采煤技術(shù);
(8)柱式體系采煤法應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大;
(9)煤炭地下氣化技術(shù)前景光明。
[責(zé)任編輯:湯靜]