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【摘 要】 近些年来,随着我国经济的快速发展和对煤矿需求量的不断上升,煤矿采矿技术也在进一步发展,根据采矿技术的进步,采矿方法和工艺为煤矿提供了高产、高效、安全性和高可靠性。本文主要对煤矿采矿技术进行了分析与探讨。
【关键词】 煤矿;采矿;技术
当前我国采矿科学面临着很多发展课题,其中一个重要的发展课题就是不断提高采矿技术,在这个基础上还要不断加以完善采矿技术。随着我国科学技术的不断进步,也带来了日渐成熟和完善的采矿技术和采矿方法;特别是那些科学合理的采矿应用技术,不管是从广度上来看,还是从深度上来看,就其应用水平以及理论的研究,都应引起我们足够的重视和关注,因为合理的采矿技术,不仅可让矿井生产能力得到有力保证,而且还让开采朝着高效、安全这个方向发展,从而让矿井的经济效益得到最大限度的提高。
1 关于地下煤炭资源的实际开采手段
关于地下煤炭资源的开采活动主要根据不同类别的资源分布状况以及应用前景进行系统的分析和讨论,借助实际地压管理活动的延伸方向以及回采空区的必要处理模式,结合不同分类的角度实现崩落法、充填法以及空场法的系统联系效应,主要借助围岩崩落的手段进行空间开拓,进而延伸到深孔阶段的空场法开采活动。所谓的空场法主要是借助采矿房的回采工序以及采矿柱的搭建,进行不同层次的回采活动,由于内部矿柱实际矿量所占比重较大,因此关于矿柱的回收问题比较难以实现,造成整个生产工艺环节中关于分段无底柱的活动进行相对缓慢,整体生产能力照分段崩落法的无底柱效率较低。根据空场法和崩落法的对比以及实际内部情况研究,实现合理分段崩落处理方法选择。崩落法方案中的无底柱分段处理活动带来较好安全质量活动的后续安排,结合整体灵活性、简便的环节以及高效的机械化施展空间实现大型设备的范围普及,保证整体动力设备支持下的高产量开采,保证劳动效率的提升,同时实际的流动交接互动减少了人力的长期 搬运,具体保证成本资金的合理运用标准,因此这种手段在实际国际的矿采活动中具有较强的应用实效,被社会大众广泛认知;而所谓充填法则是根据 内部采空区的成本估计以及有色金属矿山的应用质量进行具体分類,包括关于黑色金属矿山的应用标准等进行全面合理的计划分布处理。
1.1 开发煤矿高效集约化生产技术
建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术。发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代采煤成套技术”主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。顶煤冒放性差,块度大的综放开采设备配套技术,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制,又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部输送机能力。两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。5~5.5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的应用,促进工作面的高产高效。
1.2 缓倾斜薄煤层长壁开采
主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
2 深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。
3 “三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计,工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
4 优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术
改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单-煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统要减化,同时实现中采与中掘同走发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置系统的优化,减化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有利措施,又减化了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。
5 采场围岩控制技术
5.1 进一步完善采场围岩控制理论,以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采活动的安全、高效低成本为目标,深入总结我国几十年的矿山压力研究成果,以理论分析(解析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法)和实测法相结合运用先进的计算机技术,深入研究各种煤层地质及开采条件,如及倾斜、大采高、大采深采场矿山压力显现规律及围岩破坏与平衡机理,不断完善采场围岩控制技术。
5.2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术
目前,由于直用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。
5.3放顶煤开采岩层和支架围岩相互作用机理。研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架、顶煤、直接顶、基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。
5.4 支护质量与顶板动态监测技术
在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量于顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测技术,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。
6 结束语
总之,随着我国社会经济的快速发展,煤矿开采技术的开采和完善让采矿业得已发展。在发展现代采煤矿工业的同时,我们要不断研究发展采煤矿工艺,探索具有中国特色的煤矿开采新技术,为我国煤矿开采业的发展做出贡献,为国家经济平稳快速的发展做出贡献。
参考文献:
[1]刘过兵.采矿新技术[M].煤炭工业出版社.2002.(11).
[2]李宝堂.煤矿的高效开采技术探讨[J].经营管理者,2011(10). \
【关键词】 煤矿;采矿;技术
当前我国采矿科学面临着很多发展课题,其中一个重要的发展课题就是不断提高采矿技术,在这个基础上还要不断加以完善采矿技术。随着我国科学技术的不断进步,也带来了日渐成熟和完善的采矿技术和采矿方法;特别是那些科学合理的采矿应用技术,不管是从广度上来看,还是从深度上来看,就其应用水平以及理论的研究,都应引起我们足够的重视和关注,因为合理的采矿技术,不仅可让矿井生产能力得到有力保证,而且还让开采朝着高效、安全这个方向发展,从而让矿井的经济效益得到最大限度的提高。
1 关于地下煤炭资源的实际开采手段
关于地下煤炭资源的开采活动主要根据不同类别的资源分布状况以及应用前景进行系统的分析和讨论,借助实际地压管理活动的延伸方向以及回采空区的必要处理模式,结合不同分类的角度实现崩落法、充填法以及空场法的系统联系效应,主要借助围岩崩落的手段进行空间开拓,进而延伸到深孔阶段的空场法开采活动。所谓的空场法主要是借助采矿房的回采工序以及采矿柱的搭建,进行不同层次的回采活动,由于内部矿柱实际矿量所占比重较大,因此关于矿柱的回收问题比较难以实现,造成整个生产工艺环节中关于分段无底柱的活动进行相对缓慢,整体生产能力照分段崩落法的无底柱效率较低。根据空场法和崩落法的对比以及实际内部情况研究,实现合理分段崩落处理方法选择。崩落法方案中的无底柱分段处理活动带来较好安全质量活动的后续安排,结合整体灵活性、简便的环节以及高效的机械化施展空间实现大型设备的范围普及,保证整体动力设备支持下的高产量开采,保证劳动效率的提升,同时实际的流动交接互动减少了人力的长期 搬运,具体保证成本资金的合理运用标准,因此这种手段在实际国际的矿采活动中具有较强的应用实效,被社会大众广泛认知;而所谓充填法则是根据 内部采空区的成本估计以及有色金属矿山的应用质量进行具体分類,包括关于黑色金属矿山的应用标准等进行全面合理的计划分布处理。
1.1 开发煤矿高效集约化生产技术
建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术。发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代采煤成套技术”主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。顶煤冒放性差,块度大的综放开采设备配套技术,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制,又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部输送机能力。两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。5~5.5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的应用,促进工作面的高产高效。
1.2 缓倾斜薄煤层长壁开采
主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
2 深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。
3 “三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计,工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
4 优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术
改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单-煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统要减化,同时实现中采与中掘同走发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置系统的优化,减化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有利措施,又减化了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。
5 采场围岩控制技术
5.1 进一步完善采场围岩控制理论,以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采活动的安全、高效低成本为目标,深入总结我国几十年的矿山压力研究成果,以理论分析(解析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法)和实测法相结合运用先进的计算机技术,深入研究各种煤层地质及开采条件,如及倾斜、大采高、大采深采场矿山压力显现规律及围岩破坏与平衡机理,不断完善采场围岩控制技术。
5.2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术
目前,由于直用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。
5.3放顶煤开采岩层和支架围岩相互作用机理。研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架、顶煤、直接顶、基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。
5.4 支护质量与顶板动态监测技术
在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量于顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测技术,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。
6 结束语
总之,随着我国社会经济的快速发展,煤矿开采技术的开采和完善让采矿业得已发展。在发展现代采煤矿工业的同时,我们要不断研究发展采煤矿工艺,探索具有中国特色的煤矿开采新技术,为我国煤矿开采业的发展做出贡献,为国家经济平稳快速的发展做出贡献。
参考文献:
[1]刘过兵.采矿新技术[M].煤炭工业出版社.2002.(11).
[2]李宝堂.煤矿的高效开采技术探讨[J].经营管理者,2011(10). \