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        試論我國(guó)極薄煤層采煤工藝特點(diǎn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2014-11-12 03:53:08
        關(guān)鍵詞:長(zhǎng)壁螺旋式柱式

        (琿春礦業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)中心,吉林 琿春 133300)

        試論我國(guó)極薄煤層采煤工藝特點(diǎn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)

        張洪濤

        (琿春礦業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)中心,吉林 琿春 133300)

        極薄煤層在采煤的過(guò)程中,難度比較大,施工工藝與施工設(shè)備也比較復(fù)雜。本文對(duì)極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,提出了優(yōu)化極薄采煤工藝的設(shè)計(jì),希望可以改進(jìn)極薄煤層的工藝流程,從而提高采煤企業(yè)的工作效率與效益。

        極薄煤層;采煤工藝;特點(diǎn);優(yōu)化設(shè)計(jì);技術(shù)

        極薄煤層的開(kāi)采條件比較差,所以需要在實(shí)踐中不斷的優(yōu)化施工工藝與流程,否則無(wú)法保證開(kāi)采工作的順利進(jìn)行,也無(wú)法保證煤層的質(zhì)量。極薄煤層屬于較難開(kāi)采的煤層,這也給施工人員帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn),其必須具有專(zhuān)業(yè)的技能還要有一定工作經(jīng)驗(yàn)。本文對(duì)極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn)以及優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹,希望可以解決我國(guó)極薄煤層難采的問(wèn)題。

        一、極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn)

        我國(guó)的煤資源比較豐富,但是采煤技術(shù)相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距,提高采煤的工藝流程,不但可以提高煤的質(zhì)量,還能加快采煤效率,為采煤企業(yè)帶來(lái)更加的經(jīng)濟(jì)效益。極薄煤層是一種較難開(kāi)采的煤層,每年極薄煤層的產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的8%左右,所占比例比較小。極薄煤層采煤機(jī)械化程度比較低,而且對(duì)開(kāi)采條件要求比較高。首先,極薄煤層的煤質(zhì)必須較好;其次,極薄煤層在開(kāi)采環(huán)境比較危險(xiǎn)的情況下,可以作為解放層,有的主采煤層具有沖擊地壓的危險(xiǎn),其與瓦斯接觸可能發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)。在礦井或者未報(bào)廢的采煤區(qū),其剩余的煤礦多屬于極薄煤層。

        在開(kāi)采極薄煤層時(shí),由于其位置比較特殊,所以施工人員只能通過(guò)爬行進(jìn)行作業(yè),有時(shí)還需要采取臥姿進(jìn)行作業(yè)。極薄采煤區(qū)的作業(yè)條件比較差,而且在開(kāi)采時(shí)很難移動(dòng)設(shè)備。極薄煤層的掘進(jìn)率比較高,其與工作面接替較為困難。在開(kāi)采極薄煤層時(shí),長(zhǎng)壁機(jī)械化工作面的投入與產(chǎn)出比很高,但是單產(chǎn)與開(kāi)采帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益卻比較低。

        極薄煤層開(kāi)采具有一定的特殊性,這也使得薄煤層長(zhǎng)壁機(jī)械化開(kāi)采方式發(fā)展較為緩慢,在采煤行業(yè)的應(yīng)用也比較少,在我國(guó)大部分開(kāi)采單位都是以炮采與機(jī)采做為開(kāi)采極薄煤層的主要方法。我國(guó)極薄煤層機(jī)械化中較為成熟的工藝并不多,其中較為常見(jiàn)的是長(zhǎng)壁式開(kāi)采、螺旋式開(kāi)采連采機(jī)房柱式開(kāi)采以及鋼絲繩鋸開(kāi)采等。

        二、優(yōu)化極薄煤層開(kāi)采方式的設(shè)計(jì)

        極薄煤層開(kāi)采的方式屬于機(jī)械化形式,為了提高生產(chǎn)的效率,很多采煤企業(yè)都引進(jìn)了機(jī)械化的開(kāi)采方式,而且取得了良好的效果。下面筆者對(duì)優(yōu)化極薄采煤工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

        1 長(zhǎng)壁方式的采煤工藝

        長(zhǎng)壁方式的采煤工藝應(yīng)用范圍比較廣,其是一種綜合開(kāi)采的辦法,而且需要多種機(jī)械設(shè)備,比如挖煤機(jī)、刨煤機(jī)等。機(jī)械采煤的方式容易受到外界因素的干擾,尤其是極薄煤層這種難度較大煤層,使用機(jī)械時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障問(wèn)題,影響采煤的效率。我國(guó)采煤設(shè)備的種類(lèi)比較多,但是適用于極薄煤層的設(shè)備并不多,其中爬底板式采煤機(jī)在極薄煤層工藝流程中應(yīng)用最多。刨煤機(jī)是長(zhǎng)壁采煤工藝中常見(jiàn)的設(shè)備,其在應(yīng)用的過(guò)程中,具有耗能低、效率高、污染少、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)。長(zhǎng)壁方式的采煤工藝維護(hù)費(fèi)用也比較低,在極薄煤層工藝中應(yīng)用極其廣泛。為了提高采煤企業(yè)的產(chǎn)量,技術(shù)人員需要不斷的優(yōu)化長(zhǎng)壁采煤工藝,還要對(duì)采煤設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),提高機(jī)械設(shè)備工作的效率,達(dá)到增產(chǎn)的目的。

        2 螺旋式鉆井機(jī)采煤工藝

        螺旋式鉆井機(jī)采煤技術(shù)在極薄煤層中發(fā)揮著重要的作用,其開(kāi)采的工藝比較簡(jiǎn)單。在應(yīng)用的過(guò)程中,需要在極薄煤層中開(kāi)辟出一條平坦的巷道,然后利用螺旋式鉆井機(jī)在巷道的兩側(cè)進(jìn)行煤炭開(kāi)采。螺旋式鉆井機(jī)這種機(jī)械設(shè)備的尖端,有著特殊的截割工具,利用其鋸齒可以輕松完成挖掘與切割工作。這種機(jī)械設(shè)備還可以對(duì)煤層的地質(zhì)情況進(jìn)行考察與勘測(cè),使采煤企業(yè)根據(jù)地質(zhì)選擇正確的鉆頭。鉆頭選擇對(duì)極薄煤層的采煤質(zhì)量與效率有著直接影響,根據(jù)極薄煤層的厚度以及穩(wěn)定性,需要選擇不同大小與性能的鉆頭。螺旋式鉆井機(jī)的鉆頭一般小于煤層厚度,施工人員還需要在鉆眼中部加強(qiáng)安全防護(hù),以保證極薄煤層開(kāi)采的安全性。

        3 連采機(jī)房柱式采煤工藝

        連采機(jī)房柱式的采煤工藝是從外國(guó)引進(jìn)的,其與傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)相比,效率更高,而且更適用于極薄煤層的挖掘。采用連采機(jī)房柱式這種采煤工藝,需要增加資金投入成本,但是也帶來(lái)了較高的收益回報(bào),其在規(guī)模較大的采煤企業(yè)中得到了很好的推廣。連采機(jī)房柱式采煤工藝的適用性比較強(qiáng),其在采煤與挖掘的過(guò)程中,還可以對(duì)煤柱進(jìn)行支護(hù)。應(yīng)用這種采煤技術(shù),可以保證采煤流程的安全性與穩(wěn)定性。連采機(jī)房柱式采煤工藝實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤柱的重復(fù)與回收利用,提高了資源的利用率與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了降低采煤過(guò)程中的事故率,提高作業(yè)人員的人身安全,一些企業(yè)還將遙控技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到連續(xù)采煤機(jī)房柱式采煤當(dāng)中,研發(fā)了一種可遙控的連續(xù)采煤機(jī),作業(yè)人員能夠在煤房之外控制采煤機(jī)進(jìn)行性作業(yè),提高了采煤作業(yè)的安全。

        4 鋼絲繩鋸采煤工藝

        鋼絲繩鋸采煤工藝主要用于1.2m,傾角在85°的急傾斜薄煤層的采煤中,但是隨著技術(shù)的進(jìn)步這種技術(shù)在最近幾年也開(kāi)始應(yīng)用到極薄煤層采煤中。這種采煤工藝工作面單產(chǎn)1600t/m,直接工效8t/I。這種采煤工藝的工作面是走向布置,一般來(lái)說(shuō)是斜長(zhǎng)10m,走向長(zhǎng)度150m,電機(jī)、絞車(chē)、對(duì)輪、導(dǎo)向輪和手動(dòng)葫蘆等施工機(jī)械是布置在工作面下巷上的,采煤作業(yè)及運(yùn)煤都是依靠牽引機(jī)械作業(yè)的,利用鋸齒在煤壁上拉出兩條煤溝槽。利用礦山本身的壓力作用使其自行脫落下來(lái)。這種采煤工藝在采過(guò)后一般那不需要進(jìn)行支護(hù),而是句隔15m左右留2m左右的煤柱來(lái)支撐頂板。主要用于頂?shù)装鍒?jiān)硬、完整、穩(wěn)定性好,煤質(zhì)松軟、不粘頂、不含夾石層的極薄急傾斜煤層開(kāi)采工作,具有開(kāi)采效率高、開(kāi)采能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

        結(jié)語(yǔ)

        煤炭開(kāi)采企業(yè)一定要不斷的優(yōu)化與改進(jìn)工藝流程,提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)量。極薄煤層是一種較難開(kāi)采的煤礦,其施工環(huán)境與作業(yè)條件比較惡劣,施工人員一定要在實(shí)踐的過(guò)程中,不斷的提高技能水平。極薄煤層對(duì)開(kāi)采技術(shù)與工藝流程有著極高的要求,本文針對(duì)極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn),提出了幾點(diǎn)優(yōu)化工藝的設(shè)計(jì),其可以提高資源的利用率與采煤的效率,還提高了采煤作業(yè)的安全性,值得在采煤行業(yè)大力推廣。

        [1]李華煒,師皓宇.薄煤層無(wú)人工作面機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)分析與實(shí)踐[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù), 2010(06) .

        [2]張宏敏,胡斌.煤礦生產(chǎn)中資源管理工作存在問(wèn)題及改進(jìn)對(duì)策[J].煤炭技術(shù),2005(09).

        [3]李現(xiàn)民,劉建國(guó).薄煤層機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用[J].中州煤炭, 2010(09).

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