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        煤礦采煤技術(shù)的合理優(yōu)化探討

        2017-07-01 20:21:33張敏
        科技與創(chuàng)新 2017年11期
        關(guān)鍵詞:煤礦

        摘 要:基于目前我國(guó)采煤方法落后、設(shè)備不夠先進(jìn)、安全條件差及資源回收率低等一系列問(wèn)題,針對(duì)煤礦采煤技術(shù)提出了合理的優(yōu)化措施,以期在保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上提高煤礦的生產(chǎn)效率。

        關(guān)鍵詞:煤礦;采煤技術(shù);出采率;注漿技術(shù)

        中圖分類號(hào):TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.077

        隨著煤炭資源需求量的不斷加大,利用先進(jìn)的開采技術(shù)實(shí)施大規(guī)模、高效率的煤礦開采,不僅對(duì)解決我國(guó)內(nèi)部煤炭的供需矛盾具有重要作用,還關(guān)系著我國(guó)煤炭對(duì)外出口貿(mào)易所帶來(lái)的產(chǎn)值。因此,鑒于煤炭資源對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)建設(shè)所起的重要推動(dòng)作用,本文通過(guò)對(duì)我國(guó)煤礦企業(yè)開采技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究,努力探求煤礦開采技術(shù)的合理優(yōu)化措施,以促進(jìn)我國(guó)煤礦企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)。

        1 煤礦開采技術(shù)優(yōu)化簡(jiǎn)述

        在我國(guó)煤礦開采中,地面開采占總開采量的7%左右,大部分煤礦開采作業(yè)是井工開采。在井下作業(yè)時(shí),應(yīng)該按照一定的順序先開通地下井筒,然后掘進(jìn)巷道,最后布置開采區(qū)和開采工作面,再進(jìn)行煤礦開采作業(yè)。采掘過(guò)程中,要及時(shí)對(duì)工作面進(jìn)行支護(hù),對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充作業(yè)。采出的煤炭和矸石通過(guò)井下提升機(jī)運(yùn)輸?shù)降孛?。眾所周知,井下開采環(huán)境比較惡劣,生產(chǎn)環(huán)節(jié)、工序管理都較為復(fù)雜,因此,井下與地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)要合理配合,這樣才能提高煤礦生產(chǎn)率?!安擅杭夹g(shù)優(yōu)化”是指通過(guò)應(yīng)用新的開采方法和先進(jìn)設(shè)備,對(duì)礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí),改革傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理制度和作業(yè)方式,以提高煤礦安全性和生產(chǎn)效率。

        2 煤礦開采技術(shù)合理優(yōu)化原則

        煤礦資源是不可再生資源,其開采程序不同于其他資源開發(fā),開采難度較高。煤礦企業(yè)在日常的生產(chǎn)及管理過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到通風(fēng)問(wèn)題、安全問(wèn)題以及井下開采效率與質(zhì)量問(wèn)題。因此,針對(duì)煤礦開采技術(shù)的合理優(yōu)化,必須遵循以下開采原則。

        2.1 安全原則

        在煤礦開采過(guò)程中,要始終堅(jiān)持“安全第一”的原則。對(duì)于煤礦生產(chǎn)中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)及工藝流程,要做到定期檢查,以確保符合安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;在進(jìn)行巷道布置作業(yè)時(shí),應(yīng)對(duì)井下行人、運(yùn)輸、通風(fēng)、防水、防火及防瓦斯等分別建立積聚通道,保障生產(chǎn)工作的順利開展。此外,加強(qiáng)對(duì)各種工藝設(shè)備的檢查,防止發(fā)生支架傾斜、冒頂、片幫以及機(jī)電事故。

        2.2 經(jīng)濟(jì)采煤方案原則

        在煤礦開采中,采煤方法有多種,因此,在選擇采煤方法上除了遵循安全原則外,還要考慮眾多方面因素,具體包括以下3方面:①要綜合分析開采方法的產(chǎn)量、效率、掘進(jìn)量等,最后合理地制訂方案;②在選擇采煤方法時(shí),還應(yīng)該考慮對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理有幫助、能降低勞動(dòng)強(qiáng)度、能提高工作面產(chǎn)量的采煤方案;③考慮成本和材料效率等,選擇可以節(jié)約成本、提高材料回收率的經(jīng)濟(jì)、適用方案。

        2.3 提高煤炭出采率原則

        煤炭的損失與否與煤炭的出采率有直接的關(guān)系,提高煤炭出采率,不僅能夠有效降低煤炭發(fā)生自燃的概率,避免井下火災(zāi)的發(fā)生,還能夠延長(zhǎng)采煤工作面以及開采的期限,進(jìn)而降低煤炭的損失率。

        3 煤礦采煤技術(shù)的合理優(yōu)化

        我國(guó)煤礦開采企業(yè)十分注重采煤技術(shù)的運(yùn)用,但目前我國(guó)的采煤技術(shù)還存在很多問(wèn)題和不足,技術(shù)水平仍相對(duì)較低,采煤效率也較低,且對(duì)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。針對(duì)以上問(wèn)題,急需采取相應(yīng)的優(yōu)化措施,以提高煤礦開采效率。通常,采煤技術(shù)的合理優(yōu)化措施主要有以下3種。

        3.1 采用離層注漿技術(shù)

        該技術(shù)的主要原理是通過(guò)高壓作用將高溫漿液注入到采空區(qū)上方的覆巖離層帶,以控制覆巖下沉,進(jìn)而達(dá)到控制地表沉降的目的。其注漿工藝過(guò)程如圖1所示。離層注漿與采空區(qū)填充方法有所不同,它不需要在井下作業(yè),因此,不會(huì)對(duì)井下生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的干擾,并且其設(shè)備簡(jiǎn)單易操作,成本較低,極大地提高了煤炭的回收率。但是,該技術(shù)需要在煤礦開采過(guò)程中準(zhǔn)確地控制采空區(qū)尺寸,合理確定離層和開采尺度,使之不能達(dá)到充分采動(dòng),避免地表沉降。

        3.2 采用條帶開采技術(shù)

        條帶開采技術(shù)主要是將煤礦劃分成條形帶,通過(guò)先開采一部分、預(yù)留一部分的開采方式,進(jìn)而保證預(yù)留煤柱的穩(wěn)定性,以使留下的條狀有足夠的支撐力來(lái)支撐上層的巖石。采用這種開采技術(shù)能夠有效減少地表變形,防止煤礦災(zāi)害發(fā)生。在應(yīng)用條帶開采技術(shù)的過(guò)程中,務(wù)必要對(duì)每一個(gè)條帶進(jìn)行合理的劃分,不能超出規(guī)定的范圍,并保證條帶的穩(wěn)定。該開采技術(shù)所需投

        入的設(shè)備較少,因此成本較低,且穩(wěn)定性及效率高,被廣泛應(yīng)用于煤礦開采中。

        3.3 采用放頂采煤技術(shù)

        放頂采煤技術(shù)適用于一些煤層較厚的煤礦,其應(yīng)用方法是沿煤層底部一周開挖一個(gè)2 m左右的工作面,接著再運(yùn)用常規(guī)采煤方法回采。在開采過(guò)程中,為了提高開采效率,可以借助煤礦自身的壓力或人工松動(dòng)的方式開采。另外,為了確保采煤安全,對(duì)于頂部破碎的煤層,應(yīng)該利用支架開采。雖然該技術(shù)在厚煤層開采中效果較好,但煤炭資源的回收率和利用率卻極低,因此,還需要進(jìn)一步升級(jí)改進(jìn)。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,煤礦開采技術(shù)在煤礦開采企業(yè)發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此,針對(duì)采煤過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題,煤礦企業(yè)一定要以采煤技術(shù)合理優(yōu)化原則為基礎(chǔ),采取有針對(duì)性的優(yōu)化措施,進(jìn)一步提高煤礦的生產(chǎn)效率,確保煤礦生產(chǎn)的安全性。

        ————————

        作者簡(jiǎn)介:張敏(1969—),男,山西朔州人,工程師,研究方向?yàn)槊旱V安全管理。

        〔編輯:劉曉芳〕

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