楊愛(ài)軍
(山西焦煤汾西礦業(yè)曙光煤礦, 山西 孝義市 032300)
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關(guān)于傾斜厚煤層采煤方法的選擇
楊愛(ài)軍
(山西焦煤汾西礦業(yè)曙光煤礦,山西 孝義市032300)
摘要:傾斜厚煤層作為煤礦開(kāi)采中常見(jiàn)煤礦分布形式,通過(guò)選擇合適的開(kāi)采方法,可以有效提高工作效率。對(duì)傾斜厚煤層進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)時(shí),煤炭開(kāi)采方法的選擇受煤層分布結(jié)構(gòu)、煤層厚度、地質(zhì)構(gòu)造、傾角等的影響,施工方法相對(duì)簡(jiǎn)單,常用的傾斜厚煤層開(kāi)采方法主要有普采、炮采和綜采,隨著機(jī)械化水平的提高,研究了新型采煤方法,包括俯偽斜走向長(zhǎng)壁分段密集采煤法,柔性掩護(hù)支架采煤法和水平分段放頂煤采煤法,并對(duì)相關(guān)開(kāi)采方式的特點(diǎn)進(jìn)行分析,以期為煤炭企業(yè)提供借鑒。
關(guān)鍵詞:傾斜厚煤層;開(kāi)采方法;綜采
近年來(lái),經(jīng)濟(jì)全球化的快速發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展十分有利,社會(huì)生產(chǎn)總量的持續(xù)增長(zhǎng),對(duì)煤炭等能源的需求量逐漸增加,在此情況下,通過(guò)提高煤炭開(kāi)采技術(shù)從而加快煤炭資源開(kāi)采的步伐,促使煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量進(jìn)一步提高,更好的為社會(huì)生產(chǎn)服務(wù),是大多數(shù)煤炭企業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)。由于煤炭開(kāi)采技術(shù)與煤炭生產(chǎn)效益有直接關(guān)系,在傾斜厚煤層中選擇合適的開(kāi)采技術(shù),借助機(jī)械化、自動(dòng)化的操作方法,利于實(shí)現(xiàn)高效、安全的煤炭開(kāi)采目標(biāo)。
1影響傾斜厚煤層開(kāi)采的相關(guān)因素
對(duì)煤礦進(jìn)行工作時(shí),選擇合適、有效的開(kāi)采方式尤為重要。一般情況下,影響采煤方式的因素非常多,其中影響最大的便是煤層的結(jié)構(gòu)性質(zhì);除此之外,與煤礦生產(chǎn)有關(guān)的管理人員、機(jī)械操作人員及技術(shù)人員等,其職業(yè)素質(zhì)的高低,也會(huì)在一定程度上影響煤層開(kāi)采的方法選擇。在此情況下,對(duì)煤礦進(jìn)行勘測(cè)時(shí)需要綜合考慮有關(guān)影響因素,從而對(duì)影響因素進(jìn)行仔細(xì)分類,單獨(dú)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析,最后將所有因素進(jìn)行綜合比較,選擇安全性最高、最具可靠性的技術(shù)指標(biāo),從而選擇有效的采煤方法,制定合適的采煤方案。
2常見(jiàn)的傾斜厚煤層開(kāi)采方法
目前,我國(guó)大部分煤礦常用的開(kāi)采方式為地下采煤或者露天采煤,特別是地下采煤,應(yīng)用最多。地下采煤有柱式和壁式2種,柱式適合應(yīng)用在煤層比較淺的作業(yè)范圍,對(duì)施工條件具有嚴(yán)格要求,在礦井開(kāi)采中受到了很大限制,因此沒(méi)有得到廣泛使用;相比而言,壁式采煤法具有很大優(yōu)勢(shì),因此在煤礦企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)煤炭采煤技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行分析,壁式采煤方法主要有普采、炮采以及綜采。
2.1炮采
在煤礦開(kāi)采中,炮采是應(yīng)用時(shí)間最久的開(kāi)采方式,操作技術(shù)非常簡(jiǎn)單,因此在礦井開(kāi)采中得到了十分廣泛的應(yīng)用。因?yàn)榕诓稍趯?shí)際應(yīng)用中,對(duì)開(kāi)采機(jī)械配置沒(méi)有嚴(yán)格要求,且開(kāi)采成本相對(duì)比較低,資源回收率非常高,方便進(jìn)行管理。不過(guò),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐,炮采也存在很多不足之處,特別是受機(jī)械化程度相對(duì)較低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等因素的影響,難以進(jìn)行高效生產(chǎn)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的影響下,煤礦企業(yè)需要進(jìn)行高效率的生產(chǎn),而炮采很難適應(yīng)這種新的變化,因此逐漸被淘汰。
2.2普采
和炮采相比,普采的技術(shù)操作也十分方便,容易組織施工,且適應(yīng)性非常強(qiáng),在煤礦生產(chǎn)中也得到了廣泛應(yīng)用。普采應(yīng)用在傾斜厚煤層的開(kāi)采工作中,能夠獲得較好的開(kāi)采質(zhì)量,且應(yīng)用效果好,比炮采、綜采的應(yīng)用效果好。煤礦企業(yè)進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí),如果綜采很難滿足生產(chǎn)需求,就需要改變開(kāi)采方式,選擇普采、炮采等方式,也可以將兩者綜合應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)良好的開(kāi)采效果。
2.3 綜采
相對(duì)炮采、綜采等方式,綜采是十分先進(jìn)的采煤方式,對(duì)機(jī)械化程度有較高要求,機(jī)械化程度比較高,因此便于操作,安全性非常高,逐漸成為了煤礦企業(yè)最為常用的采煤方式,當(dāng)前情況下,我國(guó)很多大中型煤礦已經(jīng)開(kāi)始采用全自動(dòng)化開(kāi)采模式,除了節(jié)省人力資源,也有效提高了煤炭開(kāi)采效率,增加了煤炭開(kāi)采量。將綜采應(yīng)用在傾斜厚煤層開(kāi)采作業(yè)當(dāng)中,有利于進(jìn)一步發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),從而實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。
3新型傾斜厚煤層開(kāi)采方法
3.1俯偽斜走向長(zhǎng)壁分段密集采煤法
所謂俯偽斜走向長(zhǎng)壁分段密集采煤法,其工作面一般為俯偽斜直線分布,該分布形式能夠在一定程度上防止煤壁片幫對(duì)作業(yè)人員帶來(lái)的身體損傷,可以在一定程度上降低煤炭自溜時(shí)串入采空區(qū)后引起的丟煤現(xiàn)象,從而為煤礦開(kāi)采方式的機(jī)械化創(chuàng)造了有利條件。和以往常用的臺(tái)階式采煤法進(jìn)行比較,該采煤法使工作面煤壁得到了廣泛應(yīng)用,從而提高煤壁的利用率,避免資源過(guò)多浪費(fèi);有統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,當(dāng)區(qū)段垂直高度相同時(shí),和偽斜短壁采煤法的工作面煤壁有效利用率相比,該采煤法的工作面煤壁有效利用率提高了40%,從而增加了工作面單產(chǎn)量。除此之外,此采煤法也有一些不足之處,比如工作面支、回柱的作業(yè)人員工作量有明顯增加,且在小空間內(nèi)進(jìn)行操作時(shí)不太方便,從而給作業(yè)人員的工作帶來(lái)一定難度,無(wú)形中增加了勞動(dòng)強(qiáng)度,而且分段走向密集下方的三角區(qū)位置通風(fēng)狀況很差,容易使瓦斯聚集在一起,不利于作業(yè)的安全開(kāi)展,危險(xiǎn)系數(shù)比較高。
3.2柔性掩護(hù)支架采煤法
此采煤法的工藝流程十分簡(jiǎn)單,利于降低采煤人員勞動(dòng)強(qiáng)度與勞動(dòng)量,和其他類型的采煤方式相比,采用柔性掩護(hù)支架采煤法時(shí),工作人員可以在掩護(hù)支架下進(jìn)行作業(yè),安全性非常高。此外,該采煤法用于支護(hù)的材料消耗非常少,和水平分層采煤法的巷道掘進(jìn)量相比,至少可以減少60%,并且在一定程度上增加了工作面月產(chǎn)量,如圖1所示。柔性掩護(hù)支架采煤法也存在一定不足之處,比如支架結(jié)構(gòu)不夠完善,在下放時(shí)很難和煤層厚度變化相適應(yīng),此外,傾角變化幅度也不能過(guò)大。對(duì)煤層賦存有嚴(yán)格要求,煤層賦存比較穩(wěn)定,不然會(huì)增加作業(yè)難度。
3.3水平分段放頂煤采煤法
近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近水平厚煤層綜采放頂煤技術(shù)也有了一定程度的發(fā)展,其中綜采支架放頂煤技術(shù)已經(jīng)發(fā)展比較成熟,在急傾斜煤層開(kāi)采中得到廣泛應(yīng)用,放頂煤液壓支架具有穩(wěn)定性好、密封性好的優(yōu)勢(shì),而且后部輸送機(jī)放煤空間非常大,缺點(diǎn)主要是支架后鉸點(diǎn)高,導(dǎo)致頂煤很難進(jìn)入后輸送機(jī)內(nèi),浪費(fèi)了部分煤炭資源,此外,進(jìn)行放煤作業(yè)時(shí),煤塵非常大,對(duì)工人身體健康、生產(chǎn)的安全性等都帶來(lái)了很大影響,而且支架排浮煤矸通暢性比較差,需要人力清除,從而占據(jù)了較多的人力資源,增加了工人工作強(qiáng)度。
圖1 掩護(hù)支架俯斜推進(jìn)
4結(jié)語(yǔ)
傾斜厚煤層開(kāi)采時(shí),其開(kāi)采方式的選擇要密切結(jié)合煤層埋藏的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、環(huán)境等因素。由于煤炭開(kāi)采技術(shù)與煤炭生產(chǎn)效益有直接關(guān)系,選擇合適的煤礦開(kāi)采方式可以起到事半功倍的效果。煤層開(kāi)采方法的選擇,很容易受到多種因素的影響,包括煤層傾角、煤層厚度、圍巖性質(zhì)以及地質(zhì)構(gòu)造等,綜合多方面因素進(jìn)行分析,才能選擇最佳開(kāi)采方式,從而提高煤炭開(kāi)采效率,并實(shí)現(xiàn)高效、安全的煤炭開(kāi)采目標(biāo),促使煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量進(jìn)一步提高,更好的為社會(huì)生產(chǎn)服務(wù)。
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作者簡(jiǎn)介:楊愛(ài)軍(1976-),男,山西黎城縣人,工程師,從事采礦技術(shù)管理工作,Email:1134953326@qq.com。