煤礦采礦方法大全11篇

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煤礦采礦方法

篇(1)

中圖分類號:TD82 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)05-0380-01

一、當代煤礦井下采礦形勢分析

煤是人們重要的能源之一,并且擁有悠久的歷史。對如今人類的社會發(fā)展以及文明的進步有著重要的作用。早在新石器時代,就有將煤作為燃料使用煤的記錄。據(jù)記載,美國擁有它的第一個商業(yè)煤礦是維吉尼亞州的Midlothian,于1748年開始開采。隨著工業(yè)革命的開展,煤成為主要的能源,煤礦的數(shù)量大幅上漲,但是礦難的數(shù)量也與日俱增,并成為嚴重的社會問題。而經濟發(fā)展的今天仍然有幾千人每年死于礦難 。而作為將煤作為主要能源的中國,煤礦安全是一個亟待解決的問題。據(jù)統(tǒng)計在2003年,中國生產了世界約35%的煤,但在煤礦事故死亡人數(shù)上卻占約80%。常見的礦難有:瓦斯爆炸、煤塵爆炸、瓦斯突出、透水事故、礦井失火、頂板塌方等。

煤礦井下采礦生產技術和采礦方法對于煤礦的產量、效率、安全性有著直接的影響。如果選擇錯誤的煤礦井下開采技術和采礦的方法,不僅不利于開采煤礦的順利進行,而且還會對井下采礦的工作人員造成生命安全的威脅。所以為了防止煤礦事故的發(fā)生以及促進煤礦工程的順利進行,煤礦公司應該根據(jù)實際情況和自身的情況來選擇合適的煤礦井下采礦生產技術和采礦方法,這樣才能保證采礦作業(yè)的安全和高效的統(tǒng)一。另外,采礦公司應該不斷進步,提高自身的技術水平,改善采礦的方法,與時俱進,推陳出新,這樣才能獲得高的經濟效益。

二、煤礦井下開采方法簡述

1.選擇高度集約化開采技術

煤礦企業(yè)在采礦工程中應建設生產高度集中,可靠性高的高產、高值、高效的礦井開采技術,并且不斷引進各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,構建簡單、高效、安全的生產體系。在此基礎上,還應根據(jù)實際的情況不斷優(yōu)化采礦的方法,擴大采礦方法的適用范圍,提高煤礦開采作業(yè)的現(xiàn)代化生產水平。除此之外,還應該提高煤礦開采的機械化水平和程度,通過各種高產和高效的機械化設備能夠順利地達到開采的目的。例如,采用合適的支架設備來加固礦井圍巖的穩(wěn)定,并采用相關監(jiān)控設備對支架的位態(tài)、支護質量、圍巖狀態(tài)進行監(jiān)控,而后根據(jù)監(jiān)控信息診斷采煤機和礦井的實際狀況,通過電液控制閥組操縱支架和改善支架、圍巖系統(tǒng)控制,完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護質量信息自動采集系統(tǒng);乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運行狀態(tài)的檢測診斷:采煤機在線與離線相結合的油、磨屑監(jiān)測和溫度、電信號監(jiān)測;帶式輸送機、刮板輸送機全面狀態(tài)監(jiān)控。從而為實現(xiàn)高產、高效采礦奠定堅實的基礎。

若開采淺埋藏、硬頂板、硬煤層的煤礦,應將重點放在以下的技術難題上――埋深淺控制技術、硬頂板控制技術、硬煤層處理技術。硬頂板控制技術主要是研究埋藏淺、低壓小的硬厚地板技術,通過頂板快速處理技術室直接頂能夠隨采隨冒,使頂煤的回收率得到提高。這不僅有利于頂煤的破碎,而且有利于煤礦的安全生產。

2.緩傾斜長壁薄煤層的開采

煤礦公司應選擇可靠性高、體積小且功率大的薄煤層采煤機或刨煤機。除此之外,還應選擇合適的采煤機來加固采煤機的穩(wěn)定性,同時根據(jù)開采的薄煤層和選擇的采煤機實際情況選擇相應的高效配套開采技術,這樣更能發(fā)揮出采煤機或刨煤機的作用,提高煤礦開采的工作效率。

三、煤礦井下開采的生產技術簡述

總的來說,深礦井開采技術的重點就是開采礦壓控制、井巷布置、沖擊地壓防治、瓦斯和火災防治等。這是煤礦井下開采生產技術應該解決的技術難點,目前我國的煤礦井下開采技術有了一定的提高但仍有很多不足,這些問題的解決能夠促進我國的煤礦井下開采技術有一個新的提高。

1.巷道布置開采技術

巷道是煤礦中的一個重要部分,它的布置的合理程度直接影響到煤礦井的工程能否順利進行,也直接影響到煤礦井的開采成本的高低。所以,煤礦公司應該重視巷道的布置,應實地考察礦井,結合自身的井下采煤的方式,做出最合理的礦井巷道布置。在研究巷道布置的時候,應該將煤礦的開采技術、煤礦的作業(yè)條件和礦井的地勢狀況等因素考慮在內,這樣不僅能節(jié)約運輸成本和節(jié)省工程時間,還有利于提高煤礦的工作效率。

2.采場圍巖控制技術

采場圍巖控制技術對于我國的煤礦安全事業(yè)具有十分重要的意義,采場圍巖的不穩(wěn)定必然會造成采礦工作人員的安全隱患。在另一方面,結合現(xiàn)代化理論和分析法、計算測量技術,可以得出煤礦的地質結構情況。所以,應進一步完善圍巖控制技術理論,這不僅能夠保障煤礦開采的安全性,而且能將對煤礦采場的巖層情況置于掌握中,為井下開采提供便利。

堅硬巖層頂板和破碎巖層頂板是煤礦井頂板主要的兩種類型。傳統(tǒng)的巖層處理方法是采用深孔預裂爆理技術、高壓注水處理技術等。但由于實際操作復雜、成本高的特點,與現(xiàn)在高技術、低成本的要求相悖,所以逐漸不能在適應采礦工程發(fā)展需要,面臨被淘汰的局面。所以巖層頂板處理技術的革新和進步是十分重要的,是必然的趨勢。

3.“三下”采煤技術

通過提高數(shù)值模擬計算和相似材料模擬等,研究與應用各種充填技術和組合充填技術,村莊房屋加固改造重建技術,適于村莊保護的開采技術;研究開采上覆巖層運動和地表下陷規(guī)律,研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理念和關鍵技術,包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng);研究近水體的開采設計,工藝參數(shù)和裝備,提出煤炭開采和煤炭城市和諧統(tǒng)一的開采沉降控制等技術。

結束語:中國的儲煤量大,分布廣泛,所以我國的煤層儲存條件十分多樣。我國主要的煤礦煤層是緩斜、傾斜和急斜三種,其中緩斜占主要部分。但煤層的多樣導致我國采煤方式的多樣性。隨著長期的實踐和探索,采煤的生產技術有了很大的提高,采煤的方法也有很多的創(chuàng)新。但是隨著時代的發(fā)展。采礦的技術和方法也需要不斷地革新。這不僅有利于進一步改善煤礦的安全條件,也有利于提高煤礦的效率,取得更好的經濟效益。

參考文獻

[1] 楊玉敏.淺談我國煤礦開采技術的發(fā)展[J].China’s Foreign Trade. 2011(20).

篇(2)

中圖分類號:X752文獻標識碼: A

引言

礦產資源是人類生產生活中必不可少的重要資源 ,采礦作業(yè)主要就是采取科學的工藝技術對地表或地表以下的礦產資源進行開采、開發(fā)。采礦工藝技術直接影響著采礦作業(yè)的效率、質量、安全以及效益 ,所以 ,采礦工藝技術必須與時俱進 ,只有這樣才能滿足礦產生產和采礦企業(yè)發(fā)展的需求。旨在與同行進行業(yè)務交流 ,以期推進我國采礦工藝技術的發(fā)展。隨著社會經濟的不斷發(fā)展,人們對礦產資源的需求量越來越大,因此為了使其生產質量和效率得到進一步的提升,就將許多現(xiàn)象的科學技術應用到其中,并且根據(jù)當?shù)孛旱V生產的實際情況,來對采礦工藝進行合理的選取。不過,從當前我國煤礦采掘的現(xiàn)狀來看,這些采礦工藝在運用的過程中,還存在著許多的問題,這就對我國礦產行業(yè)的發(fā)展有著嚴重的影響,為此就要對這些采礦工藝進行相應的完善和改進,使其生產質量和效率得到有效的提升。

一、煤礦的開采方法

在當前我國煤礦行業(yè)發(fā)展過程中,人們所采用的采礦方法有很多,這些方法都有效的提供煤礦生產質量和效率,但是也存在許多的缺點,因此我們就要在煤礦生產的當中,就要根據(jù)實際情況和相關要求,來對其采礦工藝和設備進行相應的優(yōu)化,從而使得煤礦生產的安全性和效益得到進一步的提升。而且隨著科學技術的不斷發(fā)展,人們也將一些先進的技術手段、理念和設備應用到其中,這就使得煤礦生產的社會效益、經濟效益和生態(tài)效益得到有效的提高,從而推動我國采礦行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。目前,我們在煤礦開采的過程中,所采用的開采方法有很多,其中常見的主要有露天開采、井下開采以及極傾斜煤層開采方法這三種,它們在不同的煤礦生產工程中都有著不同的應用效果,下面我們就對這幾種常見的開采方法進行介紹。

(一)井下開采

所謂的井下開采,顧名思義就是在煤層中設置一定的傾角,通過水平開采的方式,在礦井下來對礦產資源進行生產。一般來說,我們在采用井下開采方法的時候,通常都會將礦區(qū)劃分成多個區(qū)域,從而對根據(jù)每個不同采區(qū)的實際情況,對其生產工藝進行適當?shù)母倪M,從而使得煤礦生產的效率和質量得到保障。目前,我們在井下開采的工程中,人們主要是將其分成水采和旱采這兩種,人們可以根據(jù)其施工環(huán)境的不同來對其進行選用。雖然這種開采方法在運用時,有著較高的生產效率,可以很好的節(jié)約工程施工的成本,但是其回采效率比較低額,而且煤礦生產的危險性也比較高,這就對整個煤礦企業(yè)的安全管理工作有著極為嚴格的要求。

(二)露天開采

對露天開采來說,可以將井田分成許多的水平分層,可以采取自上而下的逐層開采的方法。首先使巖層松動破碎,進而再用采掘設備把巖煤的整體開采出來,再通過運輸?shù)脑O備將其運送到指定的地點。采用露天采煤的最大特點就是不受生產空間的限制,可以減少開采的成本,還能夠采用一些比較大型的開采設備,生產的效率也比較高。此外,還可以是煤炭資源回采的效率得到不斷提高,實現(xiàn)資源有效利用,在開采上不存在很大的安全隱患,可以確保開采工作人員在開采過程中的人身安全。然而,運用露天開采的方式占用了大量土地,對環(huán)境的污染也是比較嚴重的。

(三)極傾斜煤層開采

這種煤礦開采方法在實際應用的過程中,主要是通過對煤區(qū)的合理劃分,根據(jù)煤礦生產的相關要求和規(guī)范,來對采取的煤炭進行充分的采礦。而且在不同煤區(qū)中,其采礦工藝和生產設備的要求也就不一樣。另外,為了保障煤礦開采工作的順利進行,人們也要對煤礦生產的相關設備和安全工作進行嚴格的控制管理,使得煤礦生產的安全性得到進一步的提升。

二、適合我國煤礦開采的一些新技術

(一)炮采放頂煤法

這種方法大多用于煤層五米以上厚度的傾斜或者極傾斜煤層。由支柱部分和頂梁部分組成的滑移頂梁,在頂梁及前梁的彈簧上必須要有前梁和后梁經過,或是同導向槽相連接的,并且還有兩個到五個數(shù)量不等的液壓單體柱作為支架支柱。可以在后梁的尾端安置尾梁,在前梁額前端安置挑梁,這樣支架在比例上就相對較安全可靠,結構也比較簡單,質量也較輕,自己可以移動,在拆卸和安置上也較為方便的,且成本比較低,適應性比較強。

(二)偽傾斜的柔性掩護支架采煤法

采煤法工作面區(qū)段的高度關鍵取決于煤層傾角的大小,偽傾角的柔性掩護支架的采煤方法能夠變緩工作面的傾角,加之其工作面偏長一點,因此其長壁采煤法巷道部署和生產系統(tǒng)及掘進的效率不太高的各種相關特征都是因煤層的緩斜或傾斜引起的,為了隔開工作和采空區(qū)的空間,采用該種方法在掩護支架上是極其合適,既可以創(chuàng)造良好的條件保證生產的安全進行,又可以將復雜的頂板辦理工作簡化,將勞動的強度有所減弱,使工作面上的煤炭得以自溜。

(三)小階段爆破落煤米煤法

把區(qū)段內的煤體分成多個小的區(qū)段而進行的無設備、無支護、無人員的工作場面,該方法即為小階段的爆破落煤的采煤法。此方法要求煤層的厚度應該 3.5到 7.5米,煤層的開采傾斜角必須大于400,且頂?shù)装宀蝗菀谆涞倪@種不規(guī)則的煤層,比如低瓦斯的礦井。此種方法的最大特點就是有極好的安全性,工效比較高,回采的工藝也相對較簡單。然而通風的系統(tǒng)相對較復雜,回采率普遍偏低,在風流的分配上也存在極大的困難。

(四)刨煤機采煤方法

運用刨煤機采煤方法能夠在很大程度上提高煤炭的生產效率,該方法也是對中等級煤層的開采方法初次的成功技術典范,其每刀截面的深度依照煤層的硬度能夠達到二百五十毫米,其智能的驅動系統(tǒng)也是現(xiàn)階段在工作面上輸送機和刨煤機應用最普遍的系統(tǒng),加之支架控制系統(tǒng)可靠地配合,就使采煤的工作面順利實現(xiàn)了全部自動化。刨煤機相對于滾筒采煤機來說,其操作比較簡單。滾筒的采煤機需要專門的人員依據(jù)可彎曲的鎧裝輸送機平面來找平。對于刨煤機來說,只需要通過無極繩來牽引機體就可以,此外還能夠在可彎曲的鎧裝工作面的輸送機上來焊接導軌,在割煤工作中就能夠在工作面沿著導軌進行滑行。

總而言之,煤礦采礦業(yè)發(fā)展的主題一定永遠都會圍繞采煤方法的不斷完善以及采煤技術的不斷進步,主要因為其既對煤礦開采各環(huán)節(jié)的變革有一定促進作用,還可以使煤礦的效率和產量得到提高,也可以實現(xiàn)技術的安全和可靠性。

結束語

煤礦采礦業(yè)發(fā)展的主題一定永遠都會圍繞采煤方法的不斷完善以及采煤技術的不斷進步,主要因為其既對煤礦開采各環(huán)節(jié)的變革有一定促進作用,還可以使煤礦的效率和產量得到提高,還可以實現(xiàn)技術的安全和可靠性。不同的地質條件的礦山所采取的采礦方法也各不相同 ,而不同的采礦方法 ,其采礦工藝流程、采礦機械設備、采區(qū)巷道布置和開采順序也不同 ,因此 ,采礦企業(yè)必須緊密結合實際情況選擇合適的采礦方法 ,以此提高企業(yè)的經濟效益。

參考文獻:

篇(3)

中圖分類號:TD163 文獻標識碼:A

煤礦開采技術和改革隨著當今科技經濟發(fā)展新形勢以及地方煤礦的發(fā)展需求影響而必須面向經濟建設主戰(zhàn)場,使其能夠在煤炭開采技術的前沿有立足之地,并且能夠對解決煤炭工業(yè)工程的實際問題起到一定的作用。因此,如今越來越多煤礦采礦技術和開采方法被廣泛應用,它們也會起到越來越重要的作用。

一、我國的煤礦

我國雖然說從油和氣貯藏而言方面是一個相對貧乏的國家,但是我國的煤炭含量卻是

相當?shù)母挥校谝淮涡阅茉粗忻禾烤驼剂?0%左右。可以說,長期以來煤炭一直是我國一次性能源結構中的主要能源。越來越多的生態(tài)問題也隨著煤礦越來越大的開采規(guī)模而被凸顯出來,比如說像是建筑物和農田的大量被破壞、堆積成山的矸石、徑流量逐漸減少的河川、嚴重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趨惡化、地下水中礦物內的有害物質越來越多等現(xiàn)象都是由于煤礦的開采而引起的。由此,采取合理的開采技術以及有效的開采方法和防止措施,這對于煤礦開采實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也就顯得尤為重要。

煤礦開采的中長期研究開發(fā)和技術儲備是需要重點從事的工作內容,這樣才能夠保障采礦新技術能夠緊隨產業(yè)科技前沿步伐。將主導的核心技術定位于煤礦開采技術及配套裝備,這不僅能使技術占領制高點,還能夠保障煤礦產業(yè)的生存和發(fā)展。

二、適用于我國煤礦采礦中的新技術

生產能力較小的煤礦、復雜的地質構造引起的煤層賦存變化大、急傾斜煤層和薄煤層占了一定數(shù)量,這幾點給許多地區(qū)的開采都帶來了較大困難,因此,為了使礦井的高產高效得到提升,對于采礦技術的分析和開發(fā)就變得至關重要了。單一長壁采煤方法對于煤礦而言已經日趨成熟,像是放頂采煤技術、采用偽傾斜柔性掩護支架采煤法應對急傾斜煤層、小階段爆破落煤等采煤方法就是現(xiàn)今主要發(fā)展的幾種方法。

(1)采煤技術中的炮采放頂煤。首先就是主要針對煤層厚度為5m以上的傾斜和急傾斜煤層的滑移支架放頂煤采煤法。是由頂梁和支柱兩個部分組成滑移頂梁,頂梁和前梁彈簧鋼上必須有前梁和后梁經過,或者說是與導向槽連接,且有2-5個數(shù)量不等的液壓單體柱為其支架的支柱。除此之外,其探梁或者是挑梁是可以安置在前梁前端的,尾梁是可以安置在后梁尾端的。這樣的滑移頂梁支架不僅具有比例安全可靠的優(yōu)勢,而且還具有可以自移、較輕的質量、簡單的結構、拆卸安置便利、較低本錢、較強適應性等優(yōu)點。因此,這是適合廣泛推廣運用于中小型煤礦中的開采技術。但是,就工作面而言,其偏低且較差穩(wěn)定性的支架初撐力和工作阻力,這是滑移支架開采所面臨的主要難題。第二個就是二型鋼梁放頂煤開采,它是將二型鋼梁、單體液壓支柱對棚架設的方式采用至二型鋼梁放頂煤上作面支護,將放炮落以及人工破網放煤采用至工作面,并對其進行分別采放。這類應用比較適合于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦、煤層變化較大賦存條件或者是較低水平技術的地區(qū)。

(2)采煤技術中的偽傾斜柔性掩護支架采煤法。煤層傾角的大小決定了這種采煤法的工作面區(qū)段高度,其工作面的傾角會隨著偽傾斜柔性掩護支架采煤法而變緩,加上其較長的工作面,從而其長壁采煤法巷道部署、生產系統(tǒng)簡單以及掘進率低的相關系列特征都是由于具有緩斜、傾斜煤層導致的。為了達到隔開工作空間和采空區(qū)的目的,將這種采煤方法應用于掩護支架是極為合適的,它不僅能將復雜頂板的辦理工作大大簡化,還能夠創(chuàng)建一個良好的條件保障生產安全,將工作面煤炭自溜,使得勞動強度減弱。對于開采傾角大于印而言這種偽傾角柔性掩護支架采煤法是最合適不過的了。

(3)采煤技術中的小階段爆破落煤采煤法。將區(qū)段內煤體分成多個小區(qū)段而進行的無人員、無設備、無支護這樣“三無”的工作面開采采煤方法被稱之為是小階段爆破落煤采煤法。對于開采傾角大于400的范圍、厚度為3.5-7.5m且頂?shù)装宀灰谆涞牟灰?guī)則煤層,最適用的采煤技術就是小階段爆破落煤采煤法,比如說是低瓦斯礦井。較好的安全性、簡單的回采工藝、較高的工效是它的優(yōu)點特征,而相對的缺點就是較低的回采率、復雜的通風系統(tǒng)以及較困難的風流分配。

(4)采煤技術中的刨煤機采煤方法。刨煤機開采技術不僅對于煤炭生產效率的提升有著很大貢獻,同時它也是中等及薄煤層開采初次進行成功的技術典范。其每刀截深根據(jù)煤的硬度可達到250mm,智能驅動系統(tǒng)是現(xiàn)今工作面輸送機和刨煤機所廣泛采用的系統(tǒng),加上有支架控制系統(tǒng)的可靠配合,使得工作面采煤的全部自動化得以順利實現(xiàn)。刨煤機相較于滾筒采煤機而言是比較簡單的,滾筒采煤機是需要有專人根據(jù)可彎曲鎧裝輸送機的平面進行“找平”,而刨煤機僅需要由一根無極繩對機體進行牽引,在可彎曲鎧裝工作面輸送機上焊接導軌,使其割煤由工作面端頭開始沿導軌滑行。

三、對采礦方法的簡單分析

采礦方法發(fā)展到今天已經有超過100種,像空場采礦法、充填采礦法和崩落采礦法是目前最流行的以采礦過程中的地壓管理方式為依據(jù)的三種方式。但是,當采礦方法運用不當時是會導致危險和危害出現(xiàn)的,以下將對其進行簡單分析:

(1)為礦體開采帶來不便與難度且使開采作業(yè)的危險性增加了一定幅度,這可能是由于礦體勘探的程度較低沒有對埋藏情況和規(guī)模有清楚的了解、錯誤的對采場采準工程進行布置、對采準工程有欠缺或滯后等原因所引起的。

(2)冒頂、片幫、地壓增大的隱患與危險等情況出現(xiàn)在開采作業(yè)中,這可能就是由于采礦方法或順序不當所引起的。這不僅會使得不合適的開采工藝、復雜的安全生產條件以及頂板管理不方便等情況出現(xiàn),嚴重的還會直接導致各種事故發(fā)生。

(3)地壓在開采時增大、采場的頂板出現(xiàn)冒落、片幫、變形甚至被破壞的回采巷道等情況則是由于不合理的采場結構參數(shù)和回采順序所導致的。

(4)人員由于回采工作面的人行通風天井與聯(lián)絡道沒有貫通,使得他們進入回采工作面只能選擇從出礦口進入,這樣就無法保障他們的作業(yè)安全性。

(5)人員的通行會受間距過大的采場人行聯(lián)絡道影響而變得困難。

(6)由于不貫通的天井與上部中段平巷以及不暢通的通風條件,從而導致沒有新鮮的風流進入采場,這樣極易導致人員炮煙中毒事故的發(fā)生。

(7)人員由于采場作業(yè)在出礦口出礦或出礦中出現(xiàn)礦石懸空后進入而導致自身陷入礦石流中,從而引起傷亡事故的發(fā)生。

結語

采礦科學發(fā)展的主題永遠都會圍繞著采煤方法的完善和技術的進步,因為它不僅對煤炭開采的各環(huán)節(jié)變革有一定的促進帶動作用,而且能夠促使現(xiàn)代采煤的高產、高效、高安全性和高可靠性得以實現(xiàn),將采煤技術和方法與現(xiàn)代的高新技術相結合就是其基本途徑。

參考文獻

[1]周思偉.傾斜煤層采煤方法與分析[J].中國新技術新產品,2010(02).

[2]呂文玉.薄煤層采煤方法優(yōu)選與工作面長度優(yōu)選研究[J].中國礦業(yè)大學(北京),2010.

篇(4)

中圖分類號:X752文獻標識碼: A

前言

我國煤田成煤時期復雜、分布廣泛、類型復雜,煤層中所對應的煤質以及含煤性能存在比較大的差異性,雖然緩斜煤層所占比例較大,但仍然存在一定的傾斜煤層以及急傾斜煤層。以上特性決定了我們需要加大對于多類型煤礦開采技術與工藝的研發(fā),使不同煤層賦存條件下的煤炭資源均能夠得到合理的開發(fā)與利用。

一、采煤方法和采煤工藝

煤礦開采技術是隨著煤層賦存條件的不同而出現(xiàn)很大的差別。我國煤層賦存條件多種多樣。目前我國重點煤礦緩斜、傾斜和急斜煤層可采儲量分別為86.3%、10.1%和3.6%。這些特點決定了我國采煤方法必然是多種多樣的。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國目前的采煤方法有50多種,是世界上采煤方法最多的國家之一。采煤方法是煤炭工業(yè)的關鍵工藝技術,是建設現(xiàn)代化礦井的基礎。

采煤方法是指根據(jù)不同的礦山地質及技術條件,可有不同的采煤系統(tǒng)與采煤工藝相配合,從而構成多種多樣的采煤方法。如在不同的地質及技術條件下,可以采用長壁采煤法、柱式采煤法或其他采煤法,而長壁與柱式采煤法在采煤系統(tǒng)與采煤工藝方面差別很大。由此可以認為:采煤方法就是采煤系統(tǒng)與采煤工藝的綜合及其在時間和空間上的相互配合。但兩者又是相互影響和制約的。事實上,許多種采煤方法正是在這種相互推進的過程中得到改進和發(fā)展,創(chuàng)造了新的采煤方法。

由于煤層的自然條件和采用的機械不同,完成回采工作各個工序的方法也就不同,并且在進行的順序、時間和空間上必須有規(guī)律地加以安排和配合。這種在采煤工作面內按照一定順序完成各項工序的方法及其配合,稱為采煤工藝。采煤工藝的發(fā)展將帶動煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革,現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產、高效、高安全性和高可靠性,基本途徑是使煤礦采煤技術和現(xiàn)代高新技術的結合,研究開發(fā)力強、高效、安全、可靠、智能化和自動化的采煤設備和生產監(jiān)控系統(tǒng),改進和完善采煤工藝。

二、煤礦的開采方法

(1)露天開采

煤礦企業(yè)在煤礦開采過程中,最常用的開采方法就是露天開采,根據(jù)開采現(xiàn)場礦井情況,采用由上及下層層貫通的開采方法來對煤礦進行開采。開采煤礦時,需有專門人員來破壞煤礦表面的巖石結構,然后用專門的采礦機器挖掘礦藏,最后用相應運輸裝置把開采出土的煤礦運送到指定位置進行加工。這種采礦方法在中國煤礦企業(yè)中運用較多,因為其受環(huán)境限制比較小,同時該采礦方法有利于節(jié)約采礦成本,且其采礦效率較高,所以該開采方法在一段時間內促進了中國許多采礦企業(yè)發(fā)展,是一種較為穩(wěn)妥的采礦方法。隨著中國經濟轉型,環(huán)境友好型經濟被人們所需要,而露天煤礦開采在挖掘過程中會產生很大環(huán)境污染,且其所需工作面積也比較大,這不符合中國當前經濟形勢。

(2)井下開采

井下開采煤礦,其含義就是在煤層中開辟一個傾斜入口,然后進行煤礦開采。在實際運用過程中,開采方在地下開采時會將開采的礦層劃分為許多小空間,然后根據(jù)不同礦層區(qū)域的具體情況采取與之相對應的采礦工藝,以此確保開采質量和數(shù)量。目前,開采單位在井下開采過程中,根據(jù)井下所含水量的不同,將開采分為水采和旱采兩種,人們可根據(jù)其所負責開采區(qū)域具體情況來選擇開采方法進行開采。井下開采對中國采礦企業(yè)發(fā)展有一定幫助,它能極大提高采礦生產效率,并極大節(jié)約采礦成本,但其煤礦回采的利用率比較低,且人們在井下工作比較容易出現(xiàn)事故,所以采用該煤礦開采方法需要比較多安全配套設施,這對施工單位提出了嚴格的安全責任要求。

(3)極傾斜煤層開采

在實際運用中,該開采方法相對前兩種方法使用較少。在煤礦開采要求和規(guī)范允許的條件下對工作區(qū)域進行科學分化,對采過的煤礦再一次進行充分挖掘。根據(jù)區(qū)域的不同其所采取采礦工藝也不同。而且,為保障煤礦開采工作運作良好,施工方要對開采現(xiàn)場所需安全設配進行監(jiān)督,保證采礦人員安全。

三、煤礦開采技術

(1)應用高效集約化的煤礦開采技術

機械設備是煤礦開采的好幫手,在采煤設備的幫助下,煤礦開采不需要再采用炮采和人工開采,可以減輕勞動量,提高煤礦開采效益。在煤礦開采中要采用高效集約化的煤礦開采技術,應用高效簡單的信息化系統(tǒng),科學管理各種采煤機械設備,優(yōu)化采煤工藝,保障采煤人員的人身安全,提高煤礦開采的經濟效益。

(2)減少矸石排放的煤礦開采技術

當前的煤礦開采技術已經不足以滿足煤礦開采需求,必須要積極創(chuàng)新,才能不斷提高煤礦開采的經濟效益。因此,要積極開發(fā)和應用煤礦開采工藝技術、開采巷道布置和煤礦地質條件的綜合專家系統(tǒng),使煤礦開采布置和采煤方法相互協(xié)調、相互適應。利用專家系統(tǒng),布置全煤巷,開采單一煤層,不需要將矸石運出地面,簡化煤礦開采工序,同步發(fā)展中掘和中采,提高煤礦開采的生產量。在未來的發(fā)展過程中,要重點開發(fā)高效、高產的礦井,優(yōu)化巷道布置,簡化煤礦開采工序。

(3)小階段爆破落煤采煤技術

在煤礦開采過程中,采用小階段爆破落煤采煤技術,可將煤礦采煤層分成多個爆破小段,按照不同的煤層,仔細放置雷管和炸藥,確保煤礦爆破現(xiàn)場沒有采礦支架、施工設備和施工人員,按照煤礦的開采層進行爆破。小階段爆破落煤采煤技術多被應用在開采層傾斜度較大的煤礦開采過程中,煤層的厚度要超過5m,并且煤層頂板不容易脫落,具有良好的穩(wěn)固性。小階段爆破落煤采煤技術使用煤電鉆在煤礦開采平巷中打眼爆破,每個開采區(qū)起爆和炮眼打眼同時進行,在回采工作面中,每推進20m要留出5m用來切頂煤柱,這種采煤技術的安全性較高,并且煤礦開采效率也很高,但是這種采煤技術存在一定危險性,對于技術人員的操作具有很高的要求,并且在這個過程中煤礦回采率很低。

(4)放頂煤綜采技術

在理論上講,產量的多少主要看放煤的速度。而需要說明的是,在某些條件下,使用這種技術的增產可能并不是很大,采用放頂煤綜采技術是很好的方法,在以后的發(fā)展過程當中,隨著采煤技術的不斷發(fā)展,還可以通過系統(tǒng)控制的方法來使作業(yè)更加趨于自動化,并且以此來提高開采技術,獲取更大的經濟利益。

四、結語

總而言之,在實際生產過程中要對采煤各個環(huán)節(jié)進行升級和調整,保證煤礦利益及采煤人員人身安全。采用先進的煤礦開采方法和開采技術,結合不同煤礦開采的實際情況,選擇合適的采煤工藝和方法,推動煤礦開采的自動化、系統(tǒng)化、機械化和大型化,從而達到更高產能、更加安全、更有效率的目的,這樣才能走出一條屬于我國自己集約化生產和發(fā)展的道路。

參考文獻

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[2]李峰.井下采煤生產技術及采煤方法的選擇研究[J].科技與企業(yè),2012,15:188.

[3]周玉龍.井下采煤生產技術及采煤方法的選擇研究[J].科技與企業(yè),2012,18:126-127.

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中圖分類號:TD823.49 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)01(a)-0048-01

科學技術的發(fā)展,煤礦需求量的不斷增大,促使煤礦采礦技術與開采方法也在不斷革新,應用新型的煤礦采礦技術與開采方法能夠提高煤礦產量、保證煤礦開采安全、增加煤礦企業(yè)的經濟效益,從而進一步促進我國國民經濟的發(fā)展。因此,筆者結合自身實踐經驗對煤礦采礦新技術與開采方法進行分析與探討,顯得非常有必要。

1 煤礦采礦新技術

1.1 炮采放頂煤采煤技術

1.1.1 滑移支架放頂煤采煤技術

滑移支架放頂煤采煤技術是指在頂梁和前梁處設置彈簧鋼或溝槽,在支架處布置大約3個左右的液體單體柱,而后利用銷軸相連接。另外,還應在前梁處安裝挑梁,在后梁處安裝尾梁。采取這種安裝方式具有能夠自由移動、隨意拆裝、性價比高、對使用環(huán)境要求低等優(yōu)點,因而,被頻繁應用在煤礦采礦中。采用滑移支架放頂煤采煤技術能夠獲取較高的煤層高度,但是也存在支架支撐力不足、穩(wěn)固性相對較低的缺點。

1.1.2 二型鋼梁放頂煤開采技術

二型鋼梁放頂煤開采技術主要是指在頂煤層架設二型鋼柱和液壓單體柱進行支護,且采煤與放頂不應作為一個整體部分進行,而是分成兩個部分進行,而后采用人工爆破的方式進行采煤。二型鋼梁放頂煤開采技術一般主要用于煤層結構不穩(wěn)定的地區(qū),該開采技術具有對設備要求低的優(yōu)點,但是也存在操作復雜、對操作人員能力要求較高的缺點。

1.2 小階段爆破落煤采煤技術

小階段爆破落煤采煤技術的工作原理是將需要爆破的煤層細分為多個小段,而后將炸藥、雷管按照煤層劃分的段落仔細放置,最后在確保爆破現(xiàn)場沒有多余物體時,例如采煤人員、施工設備、各種支架等,順序的進行爆破。小階段爆破落煤采煤技術通常多用于傾斜度較大的煤層,且煤層厚度約為5米,煤頂板穩(wěn)固性好,不易脫落。小階段爆破落煤采煤技術具有效率高、安全性好的優(yōu)點,但是該技術也存在技術操作要求高、煤礦回采率低的缺點。

1.3 刨煤機采煤技術

刨煤機采煤技術主要適用于開采淺中層煤礦,通常刨煤機一次戳進深度能夠達到25 cm。相較于其他采煤技術,刨煤機采煤技術機械化程度更高,節(jié)省了大量的人力勞動資源,有效降低了煤礦開采成本。隨著科學技術的發(fā)展,刨煤機也在不斷升級革新,逐漸向自動化、智能化方面發(fā)展。刨煤機采煤技術具有采煤效率高、節(jié)省人力勞動資源、成本費用低、安全性能高的優(yōu)點。

2 煤礦開采方法

2.1 井下采煤

在進行井下采煤時,若是煤層傾斜角度大于10°,則應選擇水平開采的方法進行采煤。采用水平開采法進行采煤時,應將采煤的作業(yè)面劃分為多個區(qū)域,而后順次進行開采。進行水平煤區(qū)開采時,將煤區(qū)劃分為若干個大區(qū),且煤區(qū)開采的順序是由近到遠。若是煤區(qū)煤層較多,則采煤的順序是從上到下進行開采。井下采煤能夠分為兩大類,分別是旱采和水采,具體選擇何種采煤方式應根據(jù)煤礦井中是否具有水來決定。若是煤礦井中沒有水,則應選擇旱采,且采煤的方法主要有柱式、壁式采煤法,具有作業(yè)效率高、施工簡單的優(yōu)點。

2.2 露天采煤

進行露天采煤時,首先應對采場煤層構造進行勘探,知道煤層結構后,在進行煤層水平面劃分,而后按照由上到下的順序逐層進行開采。露天煤層開采相對簡單,利用機械設備將煤層表面的巖土層掘開露出煤層后便可進行開采。相較于井下采煤,露天采煤工作面廣闊、工作環(huán)境良好、作業(yè)安全性也比較高。露天采煤能夠利用大型機械設備,機械化程度較高,不僅大大提高了采煤效率,還有效的降低了人力勞動成本。另外,露天采煤的回采率較好,避免了煤礦開采過程中被大量浪費的現(xiàn)象。但是,露出采煤也存在一定的不足,其對采場周邊生態(tài)環(huán)境影響極大。

2.3 急傾斜煤層采煤

在進行急傾斜煤層采煤時,煤礦企業(yè)必須進行多方面的綜合考慮,例如采礦的方便性、回采是否便利等,從而對開采區(qū)域進行科學、合理的劃分,這樣有助于采礦作業(yè)的順利進行,能夠進一步加快煤礦采煤速度,提高煤礦生產效率。在采礦時,為了給采礦提供方便,還能夠采取加長工作面長度和增加采礦層垂直高度的措施。另外,煤礦開采過程中,還應對巷道布置進行優(yōu)化,加大通風設施的投入建設力度,從而為煤礦開采工作的順利、安全、高效進行奠定堅實的基礎。

3 結語

綜上所述,本文從炮采放頂煤采煤技術,小階段爆破落煤采煤技術以及刨煤機采煤技術方面進行了分析探討,這對于加深煤礦采礦新技術認識有著非常重要的意義;另外,又從井下采煤,露天采煤以及急傾斜煤層采煤方面進行了分析探討,這對于加深煤礦開采方法的認識同樣有著非常重要的意義,不僅有助于提高煤礦企業(yè)的整體技術水平,提升企業(yè)的經濟效益,還有助于進一步促進我國煤礦采礦技術的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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一、引言

隨著整個社會對煤礦需求量的增加以及科學技術的進步,在煤礦采礦中,為了提高效益,促進煤礦開采的發(fā)展,提高開采的效益,運用新技術和新的開采方法是一種必然趨勢。文章主要結合煤礦采礦的實際情況,對新技術和新開采方法進行了探討分析。

二、煤礦采礦的新技術

煤礦采礦是一項比較復雜的工作,同時也存在著較大的風險。在很多的地方,由于設備較差,技術水平不夠,煤礦的生產能力比較小,并且地質構造復雜,薄煤層和急傾斜煤層較多,給開采工作帶來了很大的困難,為了提高開采效益,需要采用新技術,以達到最好的效果。

1、炮采放頂煤采煤技術。該技術的運用比較廣泛,主要包括以下兩種類別。第一、滑移支架放頂煤采煤法。滑移頂梁包括兩個組成部分:頂梁和支柱。前梁和后梁是通過頂梁、導向槽或者是前梁彈簧鋼進行連接的,支架的支柱是液壓單體柱,數(shù)量不完全相等,一般是2—5個。滑移頂梁支架具有多方面的優(yōu)點,既安全又可靠,并且結構簡單,質量較輕,能夠自由移動,拆卸和安裝方便,成本低廉,適應性強,在施工實踐中具有廣泛的運用。一般來說,當煤層厚度大于五米的時候,可以采用這種方法開采,它主要適用于傾斜和急傾斜煤層。第二、二型鋼梁放頂煤開采。該方法的支護使用的是二型鋼梁,運用單體液壓支柱架設棚,工作面采用放炮落,人工破網放煤。如果煤層條件較差,或者技術水平較低,可以采用這種方法進行煤礦開采。運用二型鋼梁對棚進行支護,運用放炮落煤,并且需要及時支護。對于放頂煤,采用分段、多輪作業(yè)方式,為控制放頂煤量,可以采用人工堵口的方式。

2、偽傾斜柔性掩護支架采煤法。該方法的工作面較長,傾角比較緩慢,其生產系統(tǒng)具有簡單、掘進率低等特點。該方法將工作空間和采空區(qū)隔開,不僅簡化了管理工作,還保證了生產的安全,降低工人的勞動強度,主要適用于開采斜角煤層。埋藏穩(wěn)定、煤層厚度變化不大的可以運用該方法進行開采。在回采的過程中,回風巷需要將支架不斷的接長,而進風巷的支架則需要不斷的拆除。當工作面到達采區(qū)附近,則需要將支架全部回收。

3、小階段爆破落煤采煤法。使用該方法,首先將區(qū)段內的煤層分成多個小區(qū)段,并且,在工作面沒有施工人員,施工設備和支護措施。該方法主要適用于開采傾角大于四十度的情況,煤層厚度在3.5—7.5米之間,并且頂?shù)装宀蝗菀谆洌灰?guī)則的煤層。它具有安全性強、回采工藝簡單、工作效率高的特點。但是它也有回采率低、通風系統(tǒng)比較復雜等缺陷與不足。

4、刨煤機采煤方法。該技術最先在中等和薄煤層開采中得到了運用,適應了開采的實際,大大的提高了開采的效率。它的切割速度可以達到3m/s,功率可以超過800kW,每刀的切深可以達到25cm。刨煤機的開采系統(tǒng)簡單,工作效率高,適應了煤礦開采的實際,能夠收到良好的開采效果。目前,在實際工作中,采用智能驅動系統(tǒng)來驅動刨煤機,并采用可靠的支架控制系統(tǒng),從而有利于實現(xiàn)采煤的自動化。此外,支架的前移也能夠實現(xiàn)自動化,從而增加了支架的可靠性,也提升了整個系統(tǒng)的自動化。在適用范圍上,刨煤機可以適用于特薄煤層的開采,最小的開采厚度可以達到0.6m。為了提高穩(wěn)定性,便于實際操作和維修,采空區(qū)一側的刨煤機導軌和附件需要焊接在輸送機上面。為了減少粉塵的產生、防止部件過分磨損,還有必要安裝刨煤機水平控制系統(tǒng)。

三、煤礦采礦的開采方法

就煤礦采礦開采方法來說,它包括很多種類,在施工中運用得比較多的,效果比較好的包括以下幾種。

1、井下采煤。如果煤層的傾角大于十度的話,一般采用水平開采,對每一水平又將其分為若干的采區(qū)。先完成第一水平的開采,然后再進行下一水平的開采。對于近水平煤層的開采,應該將其劃分為幾個盤區(qū),先開采中間的煤層,再開采較遠的煤層。如果存在多個煤層,先開采第一水平最上面的煤層,再自上而下進行開采,開采完成之后,再向第二層轉移。井下采煤又可以分為旱采和水采,水采的運用十分少,運用得多的是旱采。旱采又包括壁式和柱式兩種采煤法。壁式采煤法產量大,效率高,柱式的支護費用低廉,節(jié)省成本,但是回采率也比較低。

2、露天采煤。對于露天采煤,通常將井田劃分為若干水平分層,自上而下逐層開采。首先將巖煤松動破碎,然后使用采掘設備將巖煤整體采出,并通過運輸設備運往指定地點。露天采煤具有生產空間不受限制,能夠使用大型機械設備,生產效率高、開采成本低等特點。此外,資源的回采率比較高,可以對資源實現(xiàn)有效的利用,安全隱患小,可以最大限度的保護作業(yè)人員的安全。但是,露天采煤往往會占用大量的土地,也會對環(huán)境造成污染。

3、急傾斜煤層采煤。運用該方法采煤的時候,首先應當對采區(qū)進行合理的劃分,盡可能的加大采區(qū)的尺寸和煤炭儲量,在進行采區(qū)劃分的時候,應該考慮生產設備和回采工藝的要求,進行合理的劃分。為了使開采順利進行,適當?shù)募哟蟛蓞^(qū)的走向長度和階段的垂直高度。在施工中,還要改進巷道的布置,優(yōu)化生產系統(tǒng)。巷道布置一定要滿足安全生產的各項要求,保證良好的通風性能。

四、結束語

總之,在煤礦采礦實際工作中,運用新技術和新開采方法具有重要的現(xiàn)實意義。它能夠減少事故的發(fā)生,提高煤礦采礦的效益,促進整個煤礦采礦的發(fā)展。今后在實際工作中,要圍繞煤礦采礦的實際情況,不斷完善開采技術和開采方法,進而帶動煤礦采礦的變革,提高煤礦采礦的安全性和可靠性,促進現(xiàn)代煤礦采礦的高產和高效,提高采煤的綜合效益。

參考文獻

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1煤礦地下開采引起地表變形的作用機理

當?shù)叵旅旱V的煤層開采后,在采空區(qū)上方及其周圍的巖層移動將產生地表的移動與變形,或者產生塌陷區(qū),當該變形作用于建筑物的基礎時,將導致建筑物受到附加應力的作用,從而使地面建筑物產生變形與破壞。這種變形和破壞的原因主要有:

第一,由水平變形引起的破壞。水平變形表現(xiàn)為地表的拉伸和壓縮。由于建筑物抵抗拉伸的能力遠小于抵抗壓縮的能力,拉伸的破壞作用最大,在較小的地表拉伸下就可能使建筑物產生裂縫。一般在門窗洞口的薄弱部位最易產生裂縫,磚砌體的結合縫亦易被拉開。地表壓縮變形對建筑物的破壞主要是使門窗洞口擠成菱形,磚砌體墻產生水平裂縫,縱墻或圍墻產生褶曲或屋頂鼓起。建筑物的破壞程度與其結構、材料、形狀和施工質量等有關,其中建筑物的剛度和平面尺寸是主要因素。地下開采引起的地表水平變形主要包括拉伸和壓縮變形,地表的變形對建筑物的基礎會產生水平附加力。如下圖1.1所示。

圖1.1 井下開采時地表移動變形過程

第二,當?shù)乇懋a生豎向變形時,對基礎會產生不均勻支反力,從而產生附加彎矩和剪力,產生的附加作用力對建筑物會產生影響。一般情況下,處于地表移動穩(wěn)定后均勻下沉區(qū)的建筑物,在開采過程中,還將受到地表動態(tài)變形的影響,即建筑物先受地表拉伸(正曲率)變形影響,隨著工作面的推進,建筑物受地表壓縮(負曲率)變形影響,當工作面推離建筑物的距離大于一定值(一般可取0. 6倍開采深度)時,建筑物又恢復原狀。

第三,移動角及移動范圍。地表變形理論中,最重要的角值參數(shù)為移動角。在巖土工程中,移動角是指:在移動盆地主斷面上臨界變形值的點和采空區(qū)邊界的連線與水平線之間在采空區(qū)外側的夾角。根據(jù)數(shù)值模擬結果分析可得出,隨著開采煤層數(shù)目和開采中段的不同,巖層的性質是不同的,移動角也是不同的。當?shù)V區(qū)上部有松散層存在時,應有松散層移動角。因此,單單從礦體最深部起劃出移動角是不科學的。針對不同的開采現(xiàn)狀,應有不同的移動角。在數(shù)值模擬過程前,先采用經驗公式和工程類比法,確定巖層的移動角。

2地下開采引起煤礦地表變形數(shù)值分析

2.1 FLAC的基本原理

FLAC(快速拉格朗日有限差分法程序)是目前世界上較先進、較流行的一種數(shù)值模擬方法,該程序的基本原理和算法與離散元相似,但它應用了節(jié)點位移連續(xù)的條件,可以對連續(xù)介質進行大變形分析,特別適合研究大變形問題。FLAC程序可以模擬多種模型的材料,可以模擬地應力的生成、邊坡或地下硐室開挖、混凝土襯碹、錨桿或錨索設置、地下滲流等。該方法的基本原理如下。

對于函數(shù)f,由高斯定理有:

(3)

式中:V――拉格朗日單元的體積;

B――拉格朗日單元的邊界;

nt――V的單位法線矢量。

定義梯度的平均值:

(4)

表示的平均值。

對于一個具有N條邊的多邊形,可以將上式寫成N條邊求和的形式,即:

(5)

式中:――多邊形第i條邊的邊長;

ni――的單位外法線矢量;

fi――f在上的平均值。

最終通過變換可以得出節(jié)點位移:

(6)

按照迭代求解,便可求出各個時步所對應的各單元的應力以及各節(jié)點的變形。

2.2采用動態(tài)測量方法的假設

在礦山工程中,采礦本身是一個復雜的力學過程,其中包含許多不確定因素的影響,又由于數(shù)值模擬的定量結果一般僅作評價的應用。因此在模擬的過程中,不刻意尋求力學模型和本構關系的精密,即不要求所建立的力學模型過于復雜,只要能反映出巖體的基本力學特性及礦山開采的基本過程。在數(shù)值模擬過程中,為了使計算結果比較接近實際情況,對巖體介質性質、計算模型、礦山地質條件、受力條件、采礦工藝及采礦方法等都作了必要的假設。

(1)對礦巖性質的假設

假設礦巖為各向同性、均質且符合摩爾―庫侖彈塑性模型的介質。

(2)對計算模型的假設

對地下工程開挖來說,地下礦山開采是一個空間問題,應采用三維空間計算模型更為合理。但一般來說,在同等條件下,二維數(shù)值模擬結果與三維數(shù)值模擬的計算結果比較接近。因此,計算模型簡化為二維平面模型。

(3)煤層結構的簡化

為模擬方便,對巷道工程、每一煤層的開挖步數(shù)等不予考慮,模擬時簡化為實體。

3煤礦開采引發(fā)地表變形的動態(tài)測量方法及計算

在對煤礦的每次觀測結束后,對觀測成果進行檢查,使其滿足《煤礦測量規(guī)程》的有關規(guī)定,然后進行各種改正數(shù)的計算和平差計算,確保觀測成果的正確性。而后就可以計算觀測線各點間的移動和變形量,觀測站各測點和各測點間的移動變形計算主要包括:各測點的下沉和水平移動,相鄰兩測點間的傾斜和水平變形,相鄰兩線段的曲率變形,觀測點的下沉速度等。測點某時刻的下沉,由該時刻觀測到測點高程與采前首次觀測的測點高程之差計算得;測點某時刻的水平移動,由該時刻觀測到的測點坐標與采前首次觀測到的測點坐標變化經矢量分析分解后獲得;相鄰兩測點的傾斜和水平變形,分別由該相鄰兩測點的下沉之差和水平移動之差與兩測點間的水平距離之比獲得,在計算兩測點間的水平變形時,要考慮到測點的水平移動方向問題;相鄰兩線段的曲率變形,由該相鄰兩線段的傾斜之差與兩線段的平均水平距離之比獲得;測點的下沉速度,由測點前、后兩次觀測的下沉值與兩次觀測的間隔天數(shù)之比獲得。

3.1地表下沉動態(tài)曲線的建立

下沉動態(tài)曲線通常是按采動程度,用下沉動態(tài)分布系數(shù)表示的。當用公式表示時,對于沿走向主斷面,可寫成:

(7)

式中Wm為廣最大下沉值;S(x)為下沉動態(tài)分布系數(shù)。

3.2傾斜和曲率動態(tài)曲線的建立

(1)傾斜動態(tài)曲線

傾斜動態(tài)曲線,可用傾斜動態(tài)分布系數(shù)表示。從該礦觀測站成果整理得知,兩點間地表的傾斜為:

(8)

當下沉曲線用動態(tài)曲線表示時,對于沿走向主斷面,則為:

(9)

(2)曲率動態(tài)曲線為(10)

3.3水平移動和水平變形動態(tài)曲線的建立

(l)水平移動動態(tài)曲線

由理論研究和實測資料分析可知,水平煤層充分采動條件下,沿主斷面的水

平移動曲線與傾斜曲線成正比例關系,即

(11)

式中B為水平移動系數(shù)。

很顯然,。因此,它可以根據(jù)實測資料求取,并取其平均值作為一個礦或一個礦區(qū)的B值,如對于煤礦區(qū)來說,B=10-12。通常在水平煤層充分采動條件下,最大水平移動值,最大傾斜值:

(12)

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一、急傾斜煤層開采的主要特點

1.急傾斜煤層的構造復雜,斷層和褶曲多,煤層厚度變化較大,開采煤層的賦存條件普遍較差、儲量少、開采困難、采煤工作面生產能力小。因此,開采急傾斜煤層的礦井多數(shù)是中、小型礦井。

2.急傾斜煤層的傾角大于巖石安息角,采煤工作面采下的煤能自動下滑,從而簡化了工作面的裝運工作,但下滑的煤和矸石容易沖倒支架,砸傷人員,急傾斜煤層和圍巖的節(jié)理發(fā)育,初次來壓和周期來壓與不明顯,易發(fā)生無預兆的大面積突然冒頂垮落,造成頂板事故,給生產帶來一些不安全因素。因此,生產的不安全因素多,安全性差。

3.急傾斜煤層頂板壓力垂直作用于支架或煤柱上的分力比緩傾斜煤層小,而沿傾斜作用的分力大,煤層開采后,煤層頂、底板都有可能沿傾斜方向滑動垮落,支架穩(wěn)定性差,易發(fā)生扭曲與傾倒。因而工作面支護工作的難度大。

二、急傾斜煤層開采技術存在的問題

總的來說,目前我國急傾斜煤層開采方法中不同程度地存在很多問題,這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1.煤炭損失率高。主要存在于那些采落的煤炭與采空區(qū)冒落矸石無隔離設施的采煤方法,如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、倉儲式等。這些采煤方法的煤炭損失率有的高達40%-50%,與此同時,生產的煤炭往往有較高的含矸率。煤炭損失率高,不但給煤炭自燃創(chuàng)造了條件,而且浪費資源,縮短礦井壽命。

2.巷道掘進率高。這些問題主要表現(xiàn)在斜坡式、小分段爆破和沿傾斜推進的掩護支架等采煤方法中。這些采煤法,有相當大的一部分巷道是在支承壓力帶內掘進和維護的,維護這些巷道的工作量很大。掘進率高,增加了巷道掘進維護的費用,影響工作面的接替,給通風管理工作造成困難。尤其在有沖擊地壓危險的煤層中,巷道對煤體切割過多,增加了沖擊地壓的危險。

3.通風條件差。這一問題,大部分急傾斜煤層采煤方法都不同程度地存在,而斜坡式、小分段爆破、倉儲式和長孔爆破采煤法尤為嚴重。這些采煤方法中,通風系統(tǒng)復雜,有的采煤工作面為獨頭通風,工作面風流中,煤塵和瓦斯的含量較高,對工人的健康和安全危害較大。

4.工人勞動強度大。這是所有急傾斜煤層采煤方法共同的缺點,由于煤層賦存條件的限制,急傾斜煤層中大部分巷道和工作面坡度大、空間小,工人在工作面落煤、支護、運料、行走均十分困難,勞動強度大。

5.開采效益差。與傾斜或近水平煤層比較,急傾斜煤層的開采不僅單產低、工效低,而且成本高、煤質差,因此,這類急傾斜煤層礦井規(guī)模小、效益差。

三、急傾斜煤層采煤方法的分析

1.合理劃分采區(qū),加大采區(qū)尺寸盡量加大采區(qū)尺寸,加大采區(qū)的煤炭儲量。劃分采區(qū)時,根據(jù)生產設備及回采工藝的要求,避免人為地劃分采區(qū)邊界,適當加大采區(qū)的走向長度,加大階段垂高。

2.優(yōu)化回采工藝,提高生產效率

目前我國急傾斜煤層開采工藝相對比較落后,絕大多數(shù)礦井采用炮采工藝和風鎬落煤工藝,工人勞動強度大,安全狀況差。優(yōu)化回采工藝最主要的就是提高回采機械化程度。要提高礦井開采的機械化程度,可以從局部機械化和全局機械化兩個方面來考慮。局部機械化指的是從支護方式、落煤方式以及運輸方式幾個方面單獨考慮改進方法,以提高礦這幾個方面的機械化程度。全局機械化是采用綜合機械化采煤方式,從破煤、裝煤、運煤以及支護四個方面來實現(xiàn)機械化。

在一定的條件下,對開采技術條件進行評價,尋求最適宜的采煤方法,并且通過對工作面開采工藝、設備及系統(tǒng)配置的分析,采取改造系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)、完善工藝系統(tǒng)和開采技術等措施來有效地提高工作面單產。如加大采區(qū)走向長度,改進回采工藝,合理確定采煤工作面的支護方式等。在通常情況下,急傾斜煤層采區(qū)的走向長度比較小,可采儲量少,只能滿足幾個月的正常生產,造成采面搬遷頻繁,而且需要留設大量的保護煤柱,影響資源回收率。這不僅影響礦井的正常生產,增加無效工時,同時也造成了資源浪費,降低了工作面設備的使用效率,影響機械化程度的提高。在生產過程中,根據(jù)礦井地質條件的變化,加大采區(qū)走向長度,不僅可以增加采區(qū)儲量和服務年限,減少工作面搬遷次數(shù),而且還能減少區(qū)間煤柱的損失,減少準備巷道的掘進工程量,進而增大采區(qū)生產有效工時比率。加大采區(qū)的走向長度,還可以增加采區(qū)同時開采的工作面?zhèn)€數(shù),能提高采區(qū)的生產能力,有利于采區(qū)和礦井的集中生產。

3.改進巷道布置,優(yōu)化生產系統(tǒng)

選擇巷道布置方式時,首先要滿足安全生產的要求,保證每個采區(qū)、回采工作面均至少有2個安全出口,實現(xiàn)工作面全負壓通風。其次,巷道布置方式要與采煤方法一致,同回采工藝結合,充分考慮水平巷道、傾斜巷道各自的優(yōu)缺點,盡量不采用垂直巷道,提出系統(tǒng)簡單、布置合理的準備、回采巷道。

四、結論

我國開采急傾斜煤層的歷史悠久,由于經濟欠發(fā)達,受科學技術、國家產業(yè)政策和生產力發(fā)展水平等的限制,大、中、小礦井并存,且中、小型煤礦特別多,因此采用的采煤方法很多。本文總結與提升急傾斜煤層的采煤方法與采場礦山壓力顯現(xiàn)的規(guī)律;并針對目前開采存在的主要技術難題,提出急傾斜煤層開采的發(fā)展方向與對策,指導急傾斜煤層的安全生產實踐,提高企業(yè)經濟效益,促進急傾斜煤層采煤方法的發(fā)展。

參考文獻:

篇(9)

中圖分類號:X752 文獻標識碼: A

煤礦開采方法與技術的合理化應用不僅關系著現(xiàn)代煤礦開采的效率與安全性,還直接影響著煤礦企業(yè)的經濟效益與可持續(xù)發(fā)展。在當前煤礦開采規(guī)模不斷擴大的條件下,煤礦開采技術已逐漸朝向集約化、精細化與機械化方向推進,特別是部分大型開采設備的應用,大幅度改善了煤礦企業(yè)生產的安全性,促進了煤礦生產自動化程度的提高。因此,加強有關煤礦采煤方法與技術的分析,對于改善煤礦生產的質量具有重要現(xiàn)實意義。

1煤礦采煤方法與技術分析

煤礦采煤技術研究直接影響煤礦生產效率,對采煤技術進行合理化管理也能有效提高煤礦的采煤效率,針對不同煤層的分布情況,企業(yè)實際人員可以根據(jù)煤礦生產情況的不同設計出有效、合理的采煤方式。

1.1長臂采煤法

針對煤層分布理想、煤儲量大、地質條件優(yōu)質的煤田,煤礦企業(yè)采用長壁采煤技術,其主要特征就是對工作面進行長壁推進、長壁布置。為了提高開采作業(yè)穩(wěn)定性,在采空區(qū)預留煤柱的空間,在開采推進出一段距離后,保留一部分煤柱,從而達到促進間歇性推進的目的。現(xiàn)階段,長壁采煤的主要方法工藝有三種,分別是:炮采、綜采、普采。這三種工藝的區(qū)分方式是以機械化程度的不同為標準,在煤礦采煤時具體采用何種工藝按照煤層分布的實際情況進行選擇。

a)炮采主要針對較薄煤層及邊角煤層塊段,其操作方式主要是在煤壁上打出炮眼,然后利用爆破方式使煤層破碎,通過人工裝煤或機械運煤方式進行運輸。煤礦頂板采用摩擦式金屬支柱對煤礦進行安全防護。炮采機械化程度不高,所以工作效率不高;

b)綜采是一種機械化程度較高的采煤方式,其中采煤、裝煤、運煤及防護裝置都是使用機械化手段。綜采是一種全機械化的采煤技術,其生產效率也優(yōu)于另外兩種采煤方式;

c)普采主要針對煤層塊段,在儲量小、地勢復雜的環(huán)境下,普采的機械化程度較高,通常使用采煤機完成落煤及裝煤,運煤及頂板防護裝置與炮采工藝相同。

1.2傾斜長壁采煤法

傾斜長壁的采煤技術與長壁采煤方式基本相同,唯一不同的是在工作面布置及巷道布置情況方面存在一定差異。在基礎設備相同的情況下,傾斜長壁采煤法不需布置采區(qū),所以采煤區(qū)投產速度快,同時傾斜開采有利于地下積水進入采空區(qū),導致排水作業(yè)量減少。從另外角度來看,傾斜采煤工作面受到煤層傾角的分力作用,導致頂板的懸臂巖層向采空區(qū)移動,使頂板巖層具有拉力作用,有利于采煤作業(yè)頂板的管理。

1.3條帶開采技術

條帶開采技術,也被稱為保護性開采技術。首先將煤層進行按條帶劃分,通過開采1條,保留1條的方式,使得保留下來的條帶能保持穩(wěn)定,從而有效降低煤礦采動影響的危害。在保證地表建筑物可靠的前提下,條帶開采技術對防止地表下沉有很好作用。在區(qū)域內進行條帶區(qū)分首先要做的是研究該區(qū)域內地表移動情況,以保證條帶劃分的科學性,提高預留條帶的價值。條帶開采技術優(yōu)點是投入設備簡單,經濟性好,其缺點是開采資源的回收率低。

1.4放頂采煤技術

放頂煤采煤法就是在厚煤層中,沿煤層(或分段)底部布置1個采高2m~3m的長壁工作面,用綜合機械化采煤工藝進行回采,利用礦山壓力的作用或輔以人工松動方法使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方(或上方)放出,并予以回收的一種采煤方法。放頂采煤技術是針對煤層較厚的礦區(qū),主要通過在煤層底部開采1個工作面,然后使用普通采煤方式回采煤炭,利用煤礦的壓力,把頂煤破碎部分放出。這種采煤方式的優(yōu)點就是經濟性好、工作效率高,缺點就是煤炭回收率低,該方法能作為輔助技術,與條帶開采技術進行融合運用。

1.5離層注漿技術

離層注漿技術是當前采煤工作中的重要采煤技術,其主要用于調整覆巖及地表下沉速率,基本操作步驟為:對地面采空區(qū)上部的覆巖進行鉆孔處理,利用高壓將液體填充材料通過鉆眼充填到采空區(qū)中,以減小采空區(qū)下沉。同直接在采空區(qū)填充漿液的方法相比,離層注漿技術的施工不在井下開展,對于安裝好的生產系統(tǒng)不會產生影響,且該技術具有更高的煤炭回收率和經濟性

2煤礦采煤方法與技術選擇的影響因素及選擇原則

2.1煤礦采煤方法與技術選擇的影響因素

a)經濟性因素。煤礦生產的經濟效益是采煤方法選擇的重要考慮因素之一。先進的采煤設備應用需大量成本投入,依據(jù)投入與產出之間的關系,恰當選擇采煤方法與技術是保證煤礦開采高效益的基礎。在采煤方法選擇時,還需對材料供應狀況進行分析,如對于假頂材料及填充材料的取材成本能否有效降低,材料可否進行就地取材等;b)技術性因素。技術水平,尤其是生產設備供應及裝備水平等是采煤方法選擇的限制性條件因素。在現(xiàn)代科技水平的不斷發(fā)展下,國內的采煤方法與采煤技術也在不斷創(chuàng)新,高效、高可靠性與安全性的采煤方法也會逐漸涌現(xiàn);c)地質條件因素。(a)煤層地質構造。當煤層地質條件比較穩(wěn)定時,通常采用綜采,而當煤層條件不穩(wěn)定時,通常采用普采;在采煤方法選擇前應先勘察開采區(qū)域內的地質構造狀況;(b)煤層厚度。要根據(jù)煤層厚度的不同選擇對應的采煤方法,對于厚及特厚煤層應選用分層開采的方法,對于中厚或薄煤層應采用一次采全厚的方法;煤層厚度在一定程度上還會對采空區(qū)處理方法產生影響;d)煤層的自燃狀況及含水率。當煤層含水率較高時,在開采前應先安置排水系統(tǒng),并依據(jù)煤的自燃特點考慮是否需采取防火灌漿等防護措施;e)圍巖及煤層特點。圍巖的穩(wěn)定性、煤層結構特征與硬度等都會對采煤方法的選擇產生影響,且會干擾采區(qū)參數(shù)的確定;f)煤層傾角。其不但會對采煤工作面的運煤方法及落煤方式產生影響,還會干擾通風及航道布置等參數(shù)的設定。

2.2煤礦采煤方法與技術選擇的原則

a)高效經濟性原則。當前,先進化大型開采機械設備已在各類煤礦開采中廣泛應用,其對于多變的開采環(huán)境具有較高適應性,能確保煤礦生產安全,且能大幅度改善煤礦生產效率。對比而言,先進機械采煤設備具有更高的自動化水平,但對于小型煤礦開采等作業(yè)便不適宜采用此種大型開采設備。在煤礦生產中,為節(jié)省成本,應依據(jù)當前企業(yè)的生產規(guī)模與狀況,合理確定采煤方式,以提高人員的優(yōu)化配合水平,利用多種采煤技術并行的方式降低成本[2];b)高采出率原則,在采煤技術選擇時同樣要考慮資源回收率等因素。為減低采動有害影響,應盡量減小回采率,即選用的采煤方法應確保煤礦的高采出率,以降低煤炭資源不必要的損失,改善煤礦生產效率,從而提升資源回收率;c)綠色安全性原則。綠色安全就是指在煤礦生產運行中,應確保開采作業(yè)的安全性,且應盡量減小對工作環(huán)境及地質環(huán)境的破壞,選擇最優(yōu)組合的綜采機械;在開采前應先勘察煤層分布結構,以確定選用有效開采方式;分析采動影響程度及特征,重點考慮地表變形與移動的影響和特點,全面模擬分析煤層分布關鍵部位的地質環(huán)境變化狀況,以促進采煤方法選擇的合理性,提高煤礦生產安全性.結束語

綜上所述,煤礦開采方法與開采技術的選擇將直接關系著煤礦生產的安全性與經濟性,因此,相關技術與研究人員應加強有關煤礦采煤方法與技術的研究,總結煤礦采煤方法選擇影響因素及各采煤方法應用要點,從而提高煤礦產業(yè)的采煤效率。加強煤炭技術也能提高煤礦企業(yè)的核心競爭力,從而提高企業(yè)的經濟效益和社會效益。

篇(10)

中圖分類號:TD82 文章編號:1009-2374(2015)09-0167-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0840

隨著社會經濟的發(fā)展,為了更好地滿足社會發(fā)展對煤炭的需求,必須變革我國的煤礦開采技術,提高開采的水平。但是就目前而言,和一些發(fā)達國家相比,無論是技術還是設備差距都比較大,并且設備運行的時候功率比較低,生產能力比較小,設備運行過程中,穩(wěn)定性和可靠性都存在不足,沒有能夠很好地進行控制和自動化監(jiān)測的設備。總體而言,我國設備總類比較單一,并且工作水平和工作效率都比較低下,這也導致了我國的煤礦開采成本比較高,安全事故也時有發(fā)生,所以必須采取措施提高煤礦開采的技術水平。在進行煤炭開采的時候應該根據(jù)煤礦的情況來進行方法和技術的選擇,這樣能夠保證煤礦開采的經濟性和安全性。

1 煤礦開采的主要方法

1.1 滑移支架放頂煤開采法

頂梁以及支柱二者構成了滑移頂梁,應該將彈簧鋼或者導向槽運用進去,連接后梁和前梁,并在后梁的尾部位置進行尾梁的設置。滑移支架結構本身比較的簡單,制造的時候成本比較的低,并且安全性比較的高,能夠在很多環(huán)境中使用。特別是中小型煤礦在進行煤炭開采的時候,這種方法運用的更加普遍。一般情況下,可以用滑移支架放頂煤開采的辦法來開采煤礦,煤層厚度應該在5厘米左右,工作面的長度范圍應該是60~80米,最長可以超過區(qū)105米,滑移支架的高度一般應該在5~10米之間。這種方法的缺點在于,工作面支架的撐力和工作阻力比較低,其穩(wěn)定性沒有保證。

1.2 二型鋼梁放頂煤開采法

在進行煤礦開采的時候將二型鋼梁放頂煤開采法運用進去,能夠保證采樣和放煤分別進行,使用這種方法進行煤炭開采的時候,應該使用單體液壓支柱以及將二型鋼梁運用進去,來做好煤棚的支護工作,最高空定距離應該在3.4米以下,最低控頂距離應該在2.4米以上。若是使用放炮的方式進行落煤,那么必須進行雙排眼的設置。在放炮結束之后,應該及時地移動主梁,將主梁的支護作用發(fā)揮出來。這種辦法在那些煤層賦存條件變化比較大的小型煤礦以及中型煤礦中運用得比較廣泛。

1.3 偽傾斜柔性掩護支架采煤法

在煤礦開采的時候,若是將這種辦法運用進去,可以利用掩護支架隔離采空區(qū)以及采煤空間,這樣能夠簡化頂板管理工作,給煤礦開采更好地進行提供更加安全的條件,一般情況下,這種辦法在厚度為2~6米的煤層中比較適用,并且還要求煤層厚度變化不大,并且埋深穩(wěn)定,其工作面比較長,但是在煤層傾斜的情況下,掘進效率比較低下。

1.4 階段爆破落煤采煤法

這種辦法在傾斜角在40°以上,厚度在3.5~7.5米的范圍內比較適用,并且其安全性比較好,回采工藝也比較簡單,并且采礦的效率比較高。但是這種辦法對頂板和底板的瓦斯含量有一定的要求,并且通風系統(tǒng)設置的比較復雜。

2 不同煤層開采的技術

2.1 急傾斜煤層開采的技術

在進行急傾斜煤層開采的時候,技術方面主要包含了下面三點:首先,應該進行采區(qū)的劃分,并根據(jù)需要擴大采區(qū)的實際尺寸,因為尺寸增加會增加采區(qū)煤炭的實際儲量,在進行采區(qū)劃分的時候,應該考慮到回采工藝以及生產設備性能方面的需要,增加采取走向的實際長度;其次,應該對回采工藝進行優(yōu)化,現(xiàn)在很多時候在進行傾斜煤層開采的時候使用的工藝都是風鎬落煤以及炮采的工藝,這種工藝在使用的時候,強度比較大,并且存在的安全隱患也比較多,所以應該對其進行優(yōu)化,提高其機械化程度便是一種不錯的方式;最后,還可以對回采工藝進行完善和優(yōu)化,從而真正提高煤礦生產的實際效率。

2.2 無保護層突出煤層開采的相關技術

在我國進行煤炭資源開采的時候,這種煤層是非常重要的,因為在開采的時候,保護層缺乏,這會導致開采難度以及危險性不斷增加。這種煤層在開采的時候,若是技術不夠合理,那么安全問題便會非常容易出現(xiàn)。在沒有保護層來進行煤層賦存突出的時候,想要更好地實現(xiàn)安全生產,便必須做好瓦斯泄放。現(xiàn)在進行無保護層突出煤層開采的時候,使用的技術是長臂體系采煤技術,并且取得了不錯的效果。此外,柱式體系采煤技術運用的也比較廣泛。而柱式體系采煤技術又可以分成房柱式采煤技術以及房式采煤技術兩種。

3 煤礦開采使用的新技術

3.1 深礦井開采技術

在進行深礦井開采的時候,使用技術包含了煤層開采礦壓控制、沖擊地壓防治、井巷布置、深井通風系統(tǒng)設置和瓦斯治理等。為了更好地提高深礦井生產的實際效率,還必須深入地對深礦井進行研究,了解其應力場的分布情況和工作環(huán)境的變化,進行防治系統(tǒng)以及檢測技術的研究,并重視深井通風系統(tǒng)設備以及深井瓦斯治理設備的研究。

3.2 煤礦“三下”開采技術

這種技術應用主要是對煤礦開采覆巖運動以及地表沉陷規(guī)律的研究,并進行相關資料的提供,通過研究能夠找到建筑物施工、地表水資源保護以及低下水資源保護時需要的一些施工技術,從而更好地做好沉降監(jiān)控技術水平。這種技術主要包含了采空區(qū)填充技術、礦井水資源處理技術、村莊保護開采技術等。

3.3 煤炭地下氣化技術

這種技術在采煤技術中是比較特殊的,將這種技術運用進去,能夠很好地控制地下煤炭燃燒,并通過熱化學作用將其變成可燃氣體,將這種技術運用進去,優(yōu)勢比較明顯,不但投資比較少,并且安全性高;不但施工工期比較短,見效也比較快;不但效率比較高,并且需要的成本也比較少。這種技術在劣質煤比例比較高或者是地質條件比較復雜的地方,應用比較廣泛。

我國很多煤礦地形比較的復雜,中型煤礦以及小型煤礦數(shù)量比較多,這些煤礦在進行開采的時候,裝備和技術都比較差,并且綜合生產的效率也比較低下,所以,在進行煤炭開采的時候應該根據(jù)自身的需要進行開采方法以及開采技術的運用,幫助我國煤礦開采更好

進行。

4 結語

在我國社會經濟發(fā)展中,煤炭本身便是一種基礎性資源,特別是隨著社會的發(fā)展和經濟的進步,對煤炭資源的需求也在不斷提高。為了更好地滿足煤炭的需要,必須做好煤炭開采技術和方法的分析和研究,不斷提高其開采水平,推動我國煤炭行業(yè)更好的進步和發(fā)展,提高煤炭開采的綜合效益。

參考文獻

[1] 梁凌海.探究煤礦采煤方法與技術的研究[J].能源與節(jié)能,2014,(2).

篇(11)

我國自古以來就是一個資源和能源豐富的國家,尤其是礦產業(yè)更是我國的龍頭產業(yè)。但是于此同時,我國也是一個人口大國,那么在資源使用過程中,就會更加地耗費,因此在資源的開采利用過程中一定要加強資源的有效地利用,從而不斷地提高煤礦資源的開采效率,提高能源率,有效地降低能源耗費。隨著我國科技的不斷發(fā)展和進步,近年來,我國的資源開采技術不斷發(fā)展,因此在煤礦開采過程中選擇合適的采煤方法和采煤技術對于提高我國煤炭產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展利用有著重要的指導意義。

1 煤礦開采方法和采煤技術選擇所堅持的基本原則

1.1 安全生產原則

無論是任何企業(yè)生產過程中,最重要的就是安全問題,我國一直堅持以人為本的原則,那么煤礦生產開采過程中,也是一樣,必須首先高度重視安全生產問題,企業(yè)在煤礦開采過程中,既要采用先進安全的生產設備,同時也要合理進行開采,確保整個煤礦及其開采工人的安全保障。

1.2 經濟效益原則

企業(yè)生存的目的不是為了發(fā)展為發(fā)展,企業(yè)生存的目的就是為了獲取一定的經濟效益,發(fā)展過程中要注重經濟利益的產生,而只有產生了經濟利益,那么才能更進一步促進企業(yè)的高效發(fā)展。但是在準確經濟利益最大化的同時,一定要合理進行煤礦開采,確保整個煤礦開采過程中的安全生產和人員安全問題,現(xiàn)在有很多的煤礦主在開采過程中,為了獲取更多的經濟利益,在開采過程中違反規(guī)定,以工人的生命為代價來賺黑心錢,這些都必須要通過法律加以制裁,只有做到安全合理開采,才能夠真正地促進煤礦資源的有效利用和發(fā)展。

1.3 高效開采原則

我國雖然煤炭資源豐富,但是毫無節(jié)制的開采會導致資源的浪費,而煤炭資源的形成需要數(shù)億年的沉淀,那么一旦資源開采完了,就沒有資源可以再利用。因此在開采過程中,一定要注重高效率的生產,那么這就需要企業(yè)加大對技術投資,不斷提高采煤技術,加強高新技術在煤礦開采過程中的應用。不能為了降低開采成本,而造成資源的大量浪費,一定要堅持高效開采原則。

2 采煤技術的選擇

在不同的煤礦生產過程中,需要不同的開采方法和采煤技術的適用選擇。下面我簡單對幾種比較常見的采煤方法和技術及其各自的適用條件加以介紹。

2.1 綜采技術選擇

綜采技術的優(yōu)點是高產、高效率、安全、低消耗、勞動強度小,但是缺點是價格比較貴,因此在選擇時,如果開采的煤礦生產系統(tǒng)良好,整個煤礦的生產管理水平高,且煤層的傾角在五十三度以下時可以選擇綜采技術進行煤礦開采。

2.2 普采工藝選擇

普采工藝,顧名思義,就是普通的開采技術方法,那么這種技術實施的優(yōu)點就是價格便宜,這樣的開采設備價格大約不到綜采技術實施的設備價格的25%,但是產量可以達到了綜采開采產量的35%,因此就相對產量來說,這種技術的開采效率還是較高的,尤其在部分推進距離短、形狀不規(guī)則的工作過程中能夠發(fā)揮有效地作用,由于其開采成本低,但是開采效率還相對較高,適用條件也比較廣泛,因此在使用過程中,多數(shù)的小型煤礦都使用此種開采技術來實現(xiàn)煤礦的安全開采過程。

2.3 炮采技術選擇

炮采技術的優(yōu)點就是工作量小,操作方便,投資少,操作技術也比較容易,但是缺點卻是開采效率低下,因此在我國的煤礦開采過程中,除非有特殊的規(guī)定,或者是機采沒有辦法開展的情況下,否則都不采用這種技術,炮采技術主要是適用于部分急傾斜煤層和一些技術構造復雜的煤層。

3 采煤方法的選擇

3.1 普通機械化采煤方法選擇

這種采煤方法主要是利用單滾筒的采煤機器的滾筒置于機體靠近輸送機平巷一端,有效地縮短切口長度,確保煤流不通過機體下方。

3.2 傾斜分層走向長壁下行垮落采煤方法選擇

這種采煤方法主要針對采煤工藝進行回采,第一分層回采之后,通過對下一分層進行回采。

3.3 單一走向長壁采煤方法選擇

在這種采煤方法采煤過程中,主要可以以上提到的三種采煤技術進行開采。

3.4 傾斜長壁采煤方法選擇

這種采煤方法和傾斜分層走向長壁采煤方法相比較,主要是采煤工作面的布置和回采方向不同,對于傾斜的采煤工作面,由于傾斜使得采煤空間的采空區(qū)方向產生分力,使得頂板的懸臂巖層向采空區(qū)方向不斷地移動,最終頂板受到拉力作用。

4 不同的采煤方法和采煤技術選擇的影響因素

在我國,每一個煤礦的地形都不同,煤礦的開采條件也不同,地質結構也不同,那么在開采過程中,出現(xiàn)的問題和面臨的難題也就不同,因此在不同煤礦開采過程中,需要對采煤方法和采煤技術進行廣泛地選擇。下面我簡單對煤礦的采煤方法和采煤技術選擇的影響因素進行簡要介紹,以便于在以后的煤礦開采過程中,可以做好準備工作,更有利于煤礦開采的進行。

4.1 煤層傾角

煤層傾角對于煤礦開采過程中采煤工作面的落煤方法、運煤方式等都會產生影響,除此之外,還會對航道的布置和通風等參數(shù)產生較大的影響,因此在采煤過程中,一定要對煤層傾角進行準確地計量,確保對工作開展的影響降到最低。

4.2 煤層厚度

因為煤層厚度決定著我們在煤礦開采過程中是選擇一次開采還是多次開采,比如對于煤層比較薄的煤礦來說,那么在開采過程中,就需要選擇一次開采,這樣可以避免出現(xiàn)煤層空洞,最終引起坍塌。

4.3 煤層及其周圍巖石特質

煤層以及周圍巖石的硬度、結構特征等都會對煤礦開采造成印象,對于一些不穩(wěn)定的巖石結構,在開采過程中一定要選擇合理的采煤方法和技術進行開采,確保施工人員的安全問題,同時不會影響到采區(qū)的參數(shù)。

4.4 煤層地質構造特征

對于部分煤層地質構造比較好,企業(yè)的開采管理和開采設備比較先進的開采過程,那么可以選用綜采工藝進行開采,而對于一些煤層不夠穩(wěn)定的煤礦來說,則比較適用于普采工藝,總之在開采過程中,一定要先對煤礦開采現(xiàn)場的煤層地質構造進行充分的了解和參數(shù)記錄,最終選擇合適的開采方法和開采技術來進行整個煤礦的生產。

5 結束語

隨著我國人民生活水平的不斷提高,對于煤炭資源的利用也逐漸增加,因此在煤礦開采過程中,一定要選擇適用的開采技術和開采方法進行開采,確保我國煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展利用,尤其是在開采過程中,一定要做好安全生產管理,企業(yè)內部要建立完善的生產管理制度,同時在開采過程中,一定要因地制宜,根據(jù)煤礦煤層的地質構造條件選擇適合的方法和技術進行開采,既要保證工人的安全,同時在實現(xiàn)經濟利益最大化的同時,提高煤礦開采的生產效率,實現(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展和利用。

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