(兗礦集團(tuán)有限公司陜西未來能源化工有限公司金雞灘煤礦, 陜西 榆林719000)
簡(jiǎn)述煤礦煤層開采的選擇
李申龍
(兗礦集團(tuán)有限公司陜西未來能源化工有限公司金雞灘煤礦, 陜西 榆林719000)
煤炭作為我國(guó)的一項(xiàng)重要的能源,在開采時(shí)需要考慮煤層在不同的由分布條件和開采機(jī)械條件下,完成回采工作各工序的方法也就不同,同時(shí)需要在開采的順序、時(shí)間和空間上做出合理的安排,從而保證煤礦煤層開采的順利進(jìn)行。下文將就煤礦煤層的開采技術(shù)進(jìn)行闡述。
煤礦煤層;開采方法
我國(guó)是一個(gè)富煤、貧油、少氣的國(guó)家,因此,這就決定了我國(guó)對(duì)煤炭的開采和使用總量是十分巨大的,人類歷史上發(fā)現(xiàn)煤的時(shí)間相當(dāng)早,我國(guó)是世界上最早使用煤作為燃料的國(guó)家,早在3000多年前,我們的祖先就開始了采煤、用煤了,并用這種燃料來取暖、燒水煮飯了。到了現(xiàn)在,我國(guó)已經(jīng)成為了世界上開采和使用煤炭總量最多的國(guó)家,我國(guó)煤炭分布廣泛,煤炭存在形式各異,有像內(nèi)蒙古的露天礦也有處于深埋地下煤礦,因此,需要結(jié)合煤礦的自然條件采用不同的開采方式,下文將就煤礦煤層的開采技術(shù)進(jìn)行闡述。
我國(guó)是一個(gè)富煤、缺油、少氣的國(guó)家,因此,煤炭在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中占有重要的地位,而且,煤炭由于其在鋼鐵、電力、化工等工業(yè)生產(chǎn)及居民生活領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,因此,在未來一段時(shí)間內(nèi),煤炭仍將在能源與工業(yè)原料方面扮演著重要的角色,我國(guó)的煤炭分布在除上海外的全國(guó)各地,其中內(nèi)蒙古、東三省、山西、陜西榆林等地的煤炭資源最為集中,我國(guó)雖然是煤炭?jī)?chǔ)量世界第二的國(guó)家,由于煤炭在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中占有很大的比重,因此,在我國(guó)煤炭開采量上在世界上名列前茅,我國(guó)雖然在開采總量上數(shù)量巨大,但是平均到每個(gè)人身上的占有量?jī)H有世界水平的一半,缺少像德國(guó)魯爾工業(yè)區(qū)那樣的大型露天煤礦,煤炭資源多事深埋地下,只用通過開挖礦井的方式進(jìn)行開采,這種開采方式不但耗資巨大,而且容易產(chǎn)生安全事故,造成嚴(yán)重的礦難,同時(shí)由于我國(guó)中小煤礦眾多,其開采方式及礦道設(shè)計(jì)并未有一個(gè)科學(xué)的規(guī)劃,這就造成其安全隱患眾多而且由于礦道設(shè)計(jì)及開采方式的不合理造成對(duì)于煤炭資源的開采產(chǎn)生了嚴(yán)重的浪費(fèi),使我國(guó)總可開采量嚴(yán)重下降。近些年來,我國(guó)通過關(guān)停小煤礦,并將煤炭資源進(jìn)行整合,將煤炭開采向規(guī)?;瘓F(tuán)化的方向發(fā)展,相繼建立了一批大型的煤炭開采公司,對(duì)于煤炭開采采取統(tǒng)一規(guī)劃,合理設(shè)計(jì)礦道的走向及開采方式,將煤炭開采納入科學(xué)化、合理化的范疇。與此同時(shí),我國(guó)在煤炭礦井開采運(yùn)輸設(shè)備上發(fā)展較快,通過自主研發(fā)與技術(shù)引進(jìn),使我國(guó)在煤炭開采方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距在逐漸縮小,有些甚至已經(jīng)達(dá)到或者超過世界現(xiàn)今水平,尤其是井下運(yùn)輸方式上,通過采用膠帶輸送機(jī)集中運(yùn)輸煤炭的方式,在煤炭的運(yùn)輸效率,單人生產(chǎn)效率方面得到了極大的提升,使煤炭的開采量大幅上升。
根據(jù)我國(guó)煤炭分布的具體情況,分為井下采煤和露天采煤兩種方式,(1)其中對(duì)于在井下采煤時(shí),對(duì)于傾角10°以上的煤層一般按不同的水平層進(jìn)行開采,對(duì)每一水平進(jìn)行劃分,劃分成多個(gè)采區(qū),在開采時(shí)應(yīng)按照水平層的不同從第一水平進(jìn)行開采,當(dāng)對(duì)近水平煤層進(jìn)行開采時(shí),需要將煤層劃分多個(gè)開采區(qū),當(dāng)挖井進(jìn)行開采時(shí),現(xiàn)將靠近井筒的開采區(qū)進(jìn)行開采。按照采煤的用具不同,可分為旱采和水采,其中旱采是用機(jī)械工具和爆破的方式進(jìn)行,而水采則是使用高壓水進(jìn)行挖掘。(2)當(dāng)煤層埋藏較淺時(shí),可以采用露天開采的方式,采用這種方式時(shí),只需將煤層上方的土壤或者巖層移開,就可以進(jìn)行開采了。其開采方式通常是將煤田劃分為多個(gè)水平分層,從上而下階梯狀逐層開采。在開采時(shí),使用機(jī)械或者是爆破方式將煤層挖掘出來,而后使用大型運(yùn)輸車輛運(yùn)出煤田。當(dāng)使用這種方式進(jìn)行采煤時(shí),可以使用體積較大的開采設(shè)備,開采成本較井下開采低,且開采效率高。但是在開采時(shí)對(duì)于土地的破壞較為嚴(yán)重,且由于露天開采,對(duì)于環(huán)境有一定的污染。同時(shí)對(duì)于開采地點(diǎn)有著較為嚴(yán)格的規(guī)定,只能在埋藏淺,煤層厚度大的礦區(qū)采用。
根據(jù)煤炭埋藏的方式以及地形地質(zhì)條件的限制,需要采用不同的采煤方式,世界上采煤的方法眾多,但究其形式總體上可以劃分為壁式和柱式這兩大主要形式。其中壁式采煤方式的特點(diǎn)是煤壁較長(zhǎng)、工作面的兩端巷道分別做為入風(fēng)和回風(fēng)、運(yùn)煤和運(yùn)料用,采出的煤炭平行于煤壁方向運(yùn)出工作面,我國(guó)多采用壁式采煤法開采煤層。我國(guó)當(dāng)前常用的采煤方法主要有:1 走向長(zhǎng)壁采煤法,薄及中厚煤層長(zhǎng)壁工作面沿走向推進(jìn)的采煤方法。2 傾斜長(zhǎng)壁采煤法,緩傾斜薄及中厚的煤層長(zhǎng)壁工作面沿傾斜推進(jìn)的采煤方法。3 大采高一次采全厚,厚煤層沿走向或傾斜面推進(jìn)的采煤方法。4 放頂煤長(zhǎng)壁采煤法,開采6米以上緩斜后緩斜厚煤層時(shí),先采出煤層底部長(zhǎng)壁工作面的煤,隨即放采上部頂煤的采煤方法。5 掩護(hù)支架采煤法。在急斜煤層,沿走向布置采煤工作面,用掩護(hù)支架將采空區(qū)和工作空間隔開,向俯斜推進(jìn)的采煤方法。6 傾斜分層走向(傾斜)長(zhǎng)壁下行垮落采煤法。在緩斜煤層,沿走向(傾斜)布置采煤工作面,分層推進(jìn)的采煤方法。7 臺(tái)階采煤法。在傾斜煤層的階段或區(qū)段內(nèi),布置下部超前的臺(tái)階形工作面,并沿走向推進(jìn)的采煤方法。8 水平分層采煤法。急斜厚煤層沿水平面劃分分層的采煤方法。9 斜切分層采煤法。急斜厚煤層中沿與水平面成25度至30度的斜面劃分分層的采煤方法。10 房柱式采煤法。沿巷道每隔一定距離先采煤房直至邊界,再后退采出煤房之間煤柱的采煤方法。11房式采煤法。沿巷道每隔一定距離開采煤房,在煤房之間保留煤柱以支撐頂板的采煤方法。12 倉儲(chǔ)、巷道長(zhǎng)壁采煤法。急斜煤層中將落采的煤暫存于已采空間中,待倉房?jī)?nèi)的煤體采完后,再依次放出存煤的采煤方法。13 傾斜分層長(zhǎng)壁上行填充采煤法、刀柱式采煤法、水力采煤法。
由于煤炭在我國(guó)能源中占有重要地位,因此全國(guó)各地煤炭的開采總量巨大,在以地質(zhì)勘探得出的地質(zhì)為依據(jù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合理的開采方式及礦井開挖方式,從而在煤炭開采的安全性、煤炭開采量方面進(jìn)行兼顧,從而將我國(guó)煤炭開采提高的新的高度。本文結(jié)合我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)藏和開采現(xiàn)狀,對(duì)我國(guó)主要采用的采煤方法進(jìn)行了闡述。
[1]杜計(jì)平,汪理全.煤礦特殊開采方法[M].北京:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2003,10.
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