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摘要:煤炭是我国重要的能源,煤矿开采不仅关系着经济效益还关系着社会效益。国家开采煤矿的最终目标就是为了得到更多的煤炭产量,所以,煤矿开采技术的发展与进步一直是采矿专业研究的永恒主题。在现代采煤工业不断发展的今天,不断的改进采煤技术与工艺具有十分重要的经济效益、社会效益和环境效益。
关键词:煤矿开采;技术创新;应用
分类号:TD82
我国是煤炭能源开采大国,但我国煤矿开采工作处于相对落后的时期,整体的煤矿开采工作效率较为低下。在当今社会发展的新形式下,科技的进步和社会的发展对煤矿开采提供了新的挑战和要求。在发展煤矿开采技术的过程中,要不断加强对我国采煤工艺理论的研究深度和广度,不断加强我国采煤新设备的开发和推广,建立具有中国特色的煤矿开采技术理论体系和应用实践研究。不断提出新的煤矿开采理念,创新出更优的煤矿开采技术,在在保障安全的同时,提高煤矿开采效率。
1.煤矿开采技术创新的现状和问题
(1)煤矿开采技术创新的方向。煤矿开采技术的创新方向一般是以操作安全、高效生产为基础,同时并结合绿色理念,即在安全开采的同时,还要减少对环境的污染,将绿色环保的理念贯彻当中。社会的发展,资源的开采都给环境带来了极大的压力,在进行煤矿开采的过程中,环境容易遭受很大的破坏,且煤矿开采破坏环境的范围也较为广泛,因此,在发展煤矿开采技术时,应将环境问题放在首位,同时也要重点关注开采技术。
(2)煤矿开采的技术问题。其一,硬厚顶煤控制技术。煤矿开采技术的创新可以通过从硬厚顶煤的快速处理这个方面来提高顶煤的回收率,使得顶煤能够随时冒随时采。其二,硬顶版控制技术。硬顶版控制技术能够在确保作业面安全生产的同时,并进一步破碎顶煤,提高了顶煤的回收率。这一技术往往借助岩土力学方面的理论知识,重点研究埋深相对较浅并且地压较小的硬厚顶板控制技术。
(3)环境破坏问题。其一,水资源规律遭到破坏。煤矿开采会给周围环境带来一定的影响和破坏,尤其是煤矿开采技术的使用不当会给水资源带来巨大程度的破坏。我国的长壁采煤法日趋于成熟, 也是最常见的煤矿开采技术之一,但是它的使用会在一定程度上破坏岩层和地表,甚至水资源规律都将受到严重破坏。这些都是煤矿开采时应给予重视的问题,急需找到有效的有效方案和方法来处理这些问题。其二,瓦斯处理技术的不成熟。在进行煤矿开采工作的过程中,瓦斯的排放也是一个严重的污染源,它不仅在一定程度上破坏了煤矿中的臭氧层,还会对温室效应产生极大的影响,对环境造成了严重的污染和破坏。且瓦斯的处理不当,会埋下许多安全隐患,给煤矿开采工作带来许多安全问题。瓦斯爆炸现象已在我国许多中小型煤矿企业频频出现,因此煤矿开采技术应着重改善瓦斯的处理技术,从而减少之一煤矿开采中最为主要的安全隐患。
2.煤矿开采技术的新理念
煤炭绿色开采体系是煤矿开采的新理念。为了解决煤炭开采环境方面的问题,进行资源与环境协调的绿色开采是最根本的出路。煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术要求我们从广义资源的角度上了解瓦斯、煤、水等一切可利用资源。这样做的好处是在进行煤矿开采工作时尽可能的减少对环境的破坏和其他资源的影响,同时和可取得最佳的经济效益和社会效益。绿色开采技术当中较为成熟的技术包括充填开采、离层注浆、条带式开采等技术。充填开采是近来使用较多的一种绿色开采技术,它的作用是有效控制地表下沉。目前,已知的充填开采包括膏体充填开采技术、似膏体自流充填技术以及超高水材料充填技术等技术。膏体充填采矿技术具有安全、高效且环保的优点;似膏体充填采矿适用于炮采和高档普采。超高水材料充填技术目前应用于炮采方面,但是前期和后期都给予了较多的投入,产量和效率也无法达到预设的高产、高效的要求。
3.采煤方法和工艺
矿开采技术是衡量煤矿开采是否合理的重要依据,也是煤矿开采工作的重心所在。
(1)研发并完善各种综采高产高效设备保障体系。只有对采掘运设备和“支架———围岩”系统才能提高开机率,从而达到高产高效的要求。对“ 支架———围岩”系统的适时控制能够使得支架位态、支护质量、顶板状态等信息进行自动化采集。此外,乳化液泵站和液压系统的运行状态以及带式输送机和刮板输送机都应进行全面状态的监控,进行定期的检测诊断。
(2)开发煤矿高校集约化的生产技术,来提高效率和经济效益。通过研究开发简单高效的生产系统和开采布置,可以得到条件下都能处于理想运行状态的采煤设备和工艺。在煤矿开采过程中,监控与管理应形成一套较为完善的科学的开采技术,并结合各种矿井煤层条件下的采煤机械化的优点,改善采煤方法和工艺。一方面创新得到的采煤方法和工艺能够适用于更宽广的范围,另一方面采煤机械化的程度和水平也有所提高,生产过程变得具有高效性、高可靠性。
(3)缓倾斜薄煤层长壁开采的主要研究对象一般为体积较小、功率较大且具有较高可靠性的薄煤层采煤机。除了对采煤机和刨煤机加以创新和研发,开发薄煤层工作面的总体高效开采的配套技术也是重点的研发内容。
(4)缓倾斜厚煤层一次采全厚大采的研究内容是通过完善支架结构和强度来起到防倒、防滑的作用,更有效地避免四连杆变和千斤顶被严重损坏的现象产生。只有不断增加开采设备的可靠性,才能逐渐缩小与中厚煤层产高效指标的差距。
4.煤矿开采技术的创新
(1)深矿井开采技术。深矿井开采技术当中必不可少的技术有煤层开采的矿压控制、瓦斯和热害的恰当处理以及井巷布置和深井通风等技术。在进行深矿井开采时,首先要清楚了解深井周围岩矿的状态和应力场以及分布的特征。此外,工作人员还应随时侦查监测深井作业场所工作环境的变化,为深矿井开采的工作得到安全保障。对于深井巷道开采的技术以及装备也应给予重视,尤其是软岩巷道中怎样快速掘进和支护的相关技术还有装备。
(2)“三下”采煤技术。“ 三下”采煤技术需要提高数值模拟计算和相似材料模拟等技术的水平。通过对地表、建筑物、地下水资源的研究,得到开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,从而发展合理的开采系统和优化参数。
(3)采场围岩控制技术。其一,对采场围岩控制理论的加强完善。在进行开采活动时,应本着安全、高效、低成本的原则,结合优化高效以及科学合理的岩层控制技术,来对我国多年来矿山压力的研究结果给予深入分析和总结。可以运用多种方法,如解析法、现代数学力学和实测法,并结合先进的计算机技术,从而达到了解各种煤层地质的状态以及开采条件。有了完善的采场围岩控制理论,才能总结出更为行之有效的采场围岩控制技术,从而更好地认识大采高、急倾斜、大采深采场矿山压力显现规律一节围岩破坏与平衡机理。其二,对冲击矿压的预测和防治工作。对冲击矿压的预测和防治工作主要是先利用计算机来模拟冲击性矿压显现发生的现象,再加以研究。然后,通过研究机理,完善冲击性矿压显现监测系统,进一步完善遥控测
量和预报技术。
5.结语
由于现代社会的高速发展,采矿学科发展的主题一直围绕着煤矿开采技术的创新与应用来进行。只有在原有技术的基础上加以创新,采用科学合理的方法进行煤矿开采,才能最佳发挥煤矿开采技术的效果。煤矿开采技术的创新与应用应围绕高科技技术运用和环境保护两方面进行。在进行煤矿开采工作时,工作人员应坚持可持续发展道路,不断完善煤矿开采技术并加以创新,为今后的煤矿开采打下基础。
参考文献:
[1] 钱鸣高,何富连,李全生,等.综采工作面矿压显现与支护质量监控[J].煤炭学报,1995,(7).
[2] 刘永立,张俊杰,马同生,等.环保型煤炭开采与利用技术[J].煤炭技术,2007,(6).
关键词:煤矿开采;技术创新;应用
分类号:TD82
我国是煤炭能源开采大国,但我国煤矿开采工作处于相对落后的时期,整体的煤矿开采工作效率较为低下。在当今社会发展的新形式下,科技的进步和社会的发展对煤矿开采提供了新的挑战和要求。在发展煤矿开采技术的过程中,要不断加强对我国采煤工艺理论的研究深度和广度,不断加强我国采煤新设备的开发和推广,建立具有中国特色的煤矿开采技术理论体系和应用实践研究。不断提出新的煤矿开采理念,创新出更优的煤矿开采技术,在在保障安全的同时,提高煤矿开采效率。
1.煤矿开采技术创新的现状和问题
(1)煤矿开采技术创新的方向。煤矿开采技术的创新方向一般是以操作安全、高效生产为基础,同时并结合绿色理念,即在安全开采的同时,还要减少对环境的污染,将绿色环保的理念贯彻当中。社会的发展,资源的开采都给环境带来了极大的压力,在进行煤矿开采的过程中,环境容易遭受很大的破坏,且煤矿开采破坏环境的范围也较为广泛,因此,在发展煤矿开采技术时,应将环境问题放在首位,同时也要重点关注开采技术。
(2)煤矿开采的技术问题。其一,硬厚顶煤控制技术。煤矿开采技术的创新可以通过从硬厚顶煤的快速处理这个方面来提高顶煤的回收率,使得顶煤能够随时冒随时采。其二,硬顶版控制技术。硬顶版控制技术能够在确保作业面安全生产的同时,并进一步破碎顶煤,提高了顶煤的回收率。这一技术往往借助岩土力学方面的理论知识,重点研究埋深相对较浅并且地压较小的硬厚顶板控制技术。
(3)环境破坏问题。其一,水资源规律遭到破坏。煤矿开采会给周围环境带来一定的影响和破坏,尤其是煤矿开采技术的使用不当会给水资源带来巨大程度的破坏。我国的长壁采煤法日趋于成熟, 也是最常见的煤矿开采技术之一,但是它的使用会在一定程度上破坏岩层和地表,甚至水资源规律都将受到严重破坏。这些都是煤矿开采时应给予重视的问题,急需找到有效的有效方案和方法来处理这些问题。其二,瓦斯处理技术的不成熟。在进行煤矿开采工作的过程中,瓦斯的排放也是一个严重的污染源,它不仅在一定程度上破坏了煤矿中的臭氧层,还会对温室效应产生极大的影响,对环境造成了严重的污染和破坏。且瓦斯的处理不当,会埋下许多安全隐患,给煤矿开采工作带来许多安全问题。瓦斯爆炸现象已在我国许多中小型煤矿企业频频出现,因此煤矿开采技术应着重改善瓦斯的处理技术,从而减少之一煤矿开采中最为主要的安全隐患。
2.煤矿开采技术的新理念
煤炭绿色开采体系是煤矿开采的新理念。为了解决煤炭开采环境方面的问题,进行资源与环境协调的绿色开采是最根本的出路。煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术要求我们从广义资源的角度上了解瓦斯、煤、水等一切可利用资源。这样做的好处是在进行煤矿开采工作时尽可能的减少对环境的破坏和其他资源的影响,同时和可取得最佳的经济效益和社会效益。绿色开采技术当中较为成熟的技术包括充填开采、离层注浆、条带式开采等技术。充填开采是近来使用较多的一种绿色开采技术,它的作用是有效控制地表下沉。目前,已知的充填开采包括膏体充填开采技术、似膏体自流充填技术以及超高水材料充填技术等技术。膏体充填采矿技术具有安全、高效且环保的优点;似膏体充填采矿适用于炮采和高档普采。超高水材料充填技术目前应用于炮采方面,但是前期和后期都给予了较多的投入,产量和效率也无法达到预设的高产、高效的要求。
3.采煤方法和工艺
矿开采技术是衡量煤矿开采是否合理的重要依据,也是煤矿开采工作的重心所在。
(1)研发并完善各种综采高产高效设备保障体系。只有对采掘运设备和“支架———围岩”系统才能提高开机率,从而达到高产高效的要求。对“ 支架———围岩”系统的适时控制能够使得支架位态、支护质量、顶板状态等信息进行自动化采集。此外,乳化液泵站和液压系统的运行状态以及带式输送机和刮板输送机都应进行全面状态的监控,进行定期的检测诊断。
(2)开发煤矿高校集约化的生产技术,来提高效率和经济效益。通过研究开发简单高效的生产系统和开采布置,可以得到条件下都能处于理想运行状态的采煤设备和工艺。在煤矿开采过程中,监控与管理应形成一套较为完善的科学的开采技术,并结合各种矿井煤层条件下的采煤机械化的优点,改善采煤方法和工艺。一方面创新得到的采煤方法和工艺能够适用于更宽广的范围,另一方面采煤机械化的程度和水平也有所提高,生产过程变得具有高效性、高可靠性。
(3)缓倾斜薄煤层长壁开采的主要研究对象一般为体积较小、功率较大且具有较高可靠性的薄煤层采煤机。除了对采煤机和刨煤机加以创新和研发,开发薄煤层工作面的总体高效开采的配套技术也是重点的研发内容。
(4)缓倾斜厚煤层一次采全厚大采的研究内容是通过完善支架结构和强度来起到防倒、防滑的作用,更有效地避免四连杆变和千斤顶被严重损坏的现象产生。只有不断增加开采设备的可靠性,才能逐渐缩小与中厚煤层产高效指标的差距。
4.煤矿开采技术的创新
(1)深矿井开采技术。深矿井开采技术当中必不可少的技术有煤层开采的矿压控制、瓦斯和热害的恰当处理以及井巷布置和深井通风等技术。在进行深矿井开采时,首先要清楚了解深井周围岩矿的状态和应力场以及分布的特征。此外,工作人员还应随时侦查监测深井作业场所工作环境的变化,为深矿井开采的工作得到安全保障。对于深井巷道开采的技术以及装备也应给予重视,尤其是软岩巷道中怎样快速掘进和支护的相关技术还有装备。
(2)“三下”采煤技术。“ 三下”采煤技术需要提高数值模拟计算和相似材料模拟等技术的水平。通过对地表、建筑物、地下水资源的研究,得到开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,从而发展合理的开采系统和优化参数。
(3)采场围岩控制技术。其一,对采场围岩控制理论的加强完善。在进行开采活动时,应本着安全、高效、低成本的原则,结合优化高效以及科学合理的岩层控制技术,来对我国多年来矿山压力的研究结果给予深入分析和总结。可以运用多种方法,如解析法、现代数学力学和实测法,并结合先进的计算机技术,从而达到了解各种煤层地质的状态以及开采条件。有了完善的采场围岩控制理论,才能总结出更为行之有效的采场围岩控制技术,从而更好地认识大采高、急倾斜、大采深采场矿山压力显现规律一节围岩破坏与平衡机理。其二,对冲击矿压的预测和防治工作。对冲击矿压的预测和防治工作主要是先利用计算机来模拟冲击性矿压显现发生的现象,再加以研究。然后,通过研究机理,完善冲击性矿压显现监测系统,进一步完善遥控测
量和预报技术。
5.结语
由于现代社会的高速发展,采矿学科发展的主题一直围绕着煤矿开采技术的创新与应用来进行。只有在原有技术的基础上加以创新,采用科学合理的方法进行煤矿开采,才能最佳发挥煤矿开采技术的效果。煤矿开采技术的创新与应用应围绕高科技技术运用和环境保护两方面进行。在进行煤矿开采工作时,工作人员应坚持可持续发展道路,不断完善煤矿开采技术并加以创新,为今后的煤矿开采打下基础。
参考文献:
[1] 钱鸣高,何富连,李全生,等.综采工作面矿压显现与支护质量监控[J].煤炭学报,1995,(7).
[2] 刘永立,张俊杰,马同生,等.环保型煤炭开采与利用技术[J].煤炭技术,2007,(6).