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【摘 要】 我国对于煤炭资源的需求较大,为了保证其正常的生产,需要对其开采技术进行优化,本文从实际出发分析了煤矿概况以及其具体的开采方法和技术。
【关键词】 煤矿开采;技术;措施
引言
中国是能源消耗大国,每年都需要大量能源。虽然中国地大物博,资源丰富,能源储备总量很大,但由于受制于能源资源开发利用水平,中国能源资源的生产量往往难以满足国民经济发展需求,不得不大量從国外进口。这种严重依靠国外市场的能源供求结构给中国能源安全带来巨大隐患。煤炭是中国重要的能源资源,中国煤炭储量很大,据不完全统计,储备总量大约超过9×1011t,煤炭地质面积大约有55×104m2,不仅储量多,而且种类十分齐全。在中国的能源消费结构中,煤炭所占比例高达75%,因此煤炭对于中国国民经济的发展拥有举足轻重的地位。煤矿有露天煤矿和井下煤矿。保证煤炭生产的稳定关系到国家能源安全的大局。要想保证煤炭生产稳定就必须不断推进煤炭开采技术创新。
1、采煤技术概况
1.1、煤矿开采的发展现状
随着煤矿开采改革的逐渐深入,立足于煤矿开采发展战略,煤矿开采积极和前沿科技相结合,以煤矿开采设备和开采技术为重心,不断提高煤矿开采生产率,煤矿企业才能在激烈的市场环境中获得发展,因此当前越来越多的煤矿开采方法和技术被广泛地应用于煤矿开采领域,对于推动中国煤矿发展发挥着重要的作用。露天煤矿的开采主要运用炸药,定点爆破的方式进行开采。当前,中国煤矿开采设备和国外发达国家的煤矿开采机械设备还存在着很大的差距,煤矿开采设备的耐久性和可靠性较低,煤矿开采能力不足,设备运行效率较低,并且不具备自动化控制和监测的功能。中国煤矿开采使用的掘进设备功能单一,种类较少,掘锚设备和其作业技术还处于初步的研发阶段,但是中国煤矿的锚杆支护技术已经逐渐成熟,在冲击矿压巷道、复合破碎顶板、全煤巷道等困难环境中得到了应用,并且取得了显著的支护效果和经济效益。中国煤矿的采掘巷道用锚杆支护技术替代了传统的U形钢拱形和梯形棚支护技术,有效地提高了煤矿的掘进速度。和国外发达国家的煤矿开采生产率相比,中国还存在很大的差距,因此要不断完善和优化煤矿开采方法和技术。
1.2、采煤技术的分类
采煤技术工艺一般分为综采、普采、炮采和连采四种,综采工艺全称综合机械化采煤工艺,其工作原理是在采煤过程中实现所有采煤工序的机械化和作业的连续性。优势特点:不仅使工人的劳动强度降低,还使煤矿开采业的安全性得到提高;普采工艺全称普通机械化采煤工艺,工作原理是利用采煤机械实现装煤工序和落煤工序的共时完成,其中普采面的工作方式分为单滚筒和双滚筒采煤机。优势特点:使工作面易于管理,同时使两端做缺口的工作面的工作量得到解决;炮采工艺全称爆破采煤工艺,工作原理采用爆破的方式进行落煤工序,人工装煤,机械化运输,工作空间顶板的支护方式是单体支护。优势特点:工作空间的顶板支护得以实现;连采工艺全称连续采煤工艺,工作原理是落煤和采煤利用采煤机连续作业,运煤则通过梭车以及自动伸缩机来运输优势特点提高了采煤的工作效率,实现了良好的社会效益和经济效益。
2、常见的采煤技术
2.1、综采技术
综采技术就是综合性机械采煤技术,这一体系需大量机械设备综合搭配、联合开采,从而实现采煤工程的机械化,减轻工人体力劳动强度,增加自动化水平。这一体系中需要刨煤式采煤机、刮扳输送机、桥式转载机、液压支护设备等重要设备的支撑,因此对技术和设备有较高要求。其优点是能极大提高采煤效率,减轻工人劳动强度,增加采煤安全性。缺点在于采用综合开采技术所需前期投资比较多,中小企业会有一定压力。
2.2、壁式采煤法
壁式采煤技术可分为多种,例如单一走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法、倒台阶采煤法、仓贮采煤法、水平分层采煤法、倾斜分层采煤法、掩护支架采煤法、刀柱采煤法等。以水平分层采煤法为例。水平分层采煤法,首先把煤层沿水平方向分为若干个厚度为2m~3m的分层,然后从上到下依次开采。在每个分层内布置回采工作面和分层平巷,区段高度一般为15m~30m。煤层水平厚度小于8m时,仅需1条分层平巷;大于8m时,应在顶板位置再掘1条分层平巷,2条分层平巷间每隔15m~18m设煤门,回采时要经常保持2个~3个溜煤眼与分层工作面相通,上下分层工作面的超前距离应保持15m~30m,工作面用风镐或爆破法落煤,人力装煤,工作面较长时应安设刮板输送机,用木支架或金属支柱配合铰接顶梁支护,分层间可铺设假顶,用全部垮落法处理采空区。本法能适应煤层厚度和倾角的变化,回采率高。但巷道布置复杂,掘进量大,通风、运料困难,回采工序多,劳动强度大,机械化程度低。
2.3、走向长壁采煤法
走向长壁采煤法主要包括三种采煤工艺:综采、普采和炮采。综采是一种运用现代机械化设备的采煤工艺,在煤矿开采的处、支、运、装、破等生产工序中全部采用自动化机械设备,这是当前中国最先进的煤矿开采方法。普采是指应用采煤机械进行装煤和落煤工序的普通采煤工艺,当前普采主要使用双滚筒和单滚筒的采煤机进行采煤,在使用单滚筒采煤机时,要将滚筒设置在工作面下端位置,缩短采煤面缺口长度,实现良好的装煤效果。双滚筒采煤机可以避免工作面两端做缺口的问题,实现煤矿开采的技术管理。炮采就是爆破采煤工艺,可以实现机械化运煤、人工装煤、爆破落煤。
2.4、急倾斜煤层采煤
煤矿开采会遇到很多不同的情况,在对急倾斜煤层进行采煤时,煤矿企业要综合考虑多方面的内容,例如,煤矿回采的便利性和采矿的便捷性,结合煤矿开采的实际情况,科学合理地划分煤矿的采煤区域,顺利开展煤矿的开采作业,进一步提高煤矿开采效率和开采量。在煤矿采煤过程中,可以适当增加煤矿开采层的垂直高度和开采工作面长度,为煤矿开采提供便利。另外,煤矿开采时,为了进一步提高煤矿开采效率,优化煤矿的巷道布置,完善煤矿矿井的通风系统,引进先进的通风设施,保障煤矿开采高效、安全、顺利地进行,提高煤矿企业的经济效益。 2.5、实现巷道布置的优化
社会主义发展的新时期还倡导各行各业实现绿色节能生产以及可持续发展,而对煤矿开采业来说,绿色能源开采技术也是采煤技术适应新形势的一个重要的技术手段。煤矿开采中产生的最主要的污染就是煤矸石的污染,而减少这种污染的主要措施就是深入研究分析煤矿开采当地的地质构造情况,设计科学的开采巷道,使用有效的开采工艺,构建在直接开采煤矿资源的基础上,不运出煤矸石的采煤技术体系,这样才能节省开采时间,提高开采效率,实现煤矿开采与巷道布置的完美适应。但是与此同时还要注意运用科学的煤矸石地下处理技术,将其利用到煤矿开采的作业中去,提高煤矿开采业生产的集中化水平,减少生产过程中的废物(主要是碳)的排放,真正实现新时期新形势下的经济发展与环境相适应的要求。
2.6、利用科学的开采方法地质条件影响
煤矿开采中采煤技术的选择,因此,在实际的煤矿开采中,要因地制宜、实事求是地根据不同的地质条件来选取不同的采煤技术和开采方法,加强和深化煤矿开采初期的勘探工作,实现采煤技术以及开采方法的优化选择,根据勘探结果制定科学的开采计划,并注意在开采过程中根据实际情况综合运用各种开采方法,还要及时评估开采方法的安全性和经济性,保证煤矿开采过程中采用的开采方式的科学性。
3、结语
由于煤矿矿区的环境比较恶劣,地形复杂,很多中小型煤矿企业由于煤矿开采工艺和开采技术落后、开采设备差,导致煤矿的回采率很低,并且经常出现各种安全事故,严重影响了煤矿企业的正常发展。煤矿开采需要随着现代化科学技术的快速发展而不断革新,采用先进的煤矿开采方法和开采技术,结合不同煤矿开采的实际情况,选择合适的采煤工艺和方法,推动煤矿开采的自动化、系统化、机械化和大型化,推动中国煤矿行业的可持续发展。
参考文献:
[1]周远生.试论煤矿开采方法与技术应用[J].价值工程,2012,23:98-99.
[2]熊永球.煤矿开采方法与技术应用分析[J].中国高新技术企业,2013,21:108-109.
[3]王龍.浅谈煤矿开采方法及工艺[J].黑龙江科技信息,2013,36:95.
[4]李继东.试论煤矿采矿的新技术与开采方法[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部:,2014:1.
【关键词】 煤矿开采;技术;措施
引言
中国是能源消耗大国,每年都需要大量能源。虽然中国地大物博,资源丰富,能源储备总量很大,但由于受制于能源资源开发利用水平,中国能源资源的生产量往往难以满足国民经济发展需求,不得不大量從国外进口。这种严重依靠国外市场的能源供求结构给中国能源安全带来巨大隐患。煤炭是中国重要的能源资源,中国煤炭储量很大,据不完全统计,储备总量大约超过9×1011t,煤炭地质面积大约有55×104m2,不仅储量多,而且种类十分齐全。在中国的能源消费结构中,煤炭所占比例高达75%,因此煤炭对于中国国民经济的发展拥有举足轻重的地位。煤矿有露天煤矿和井下煤矿。保证煤炭生产的稳定关系到国家能源安全的大局。要想保证煤炭生产稳定就必须不断推进煤炭开采技术创新。
1、采煤技术概况
1.1、煤矿开采的发展现状
随着煤矿开采改革的逐渐深入,立足于煤矿开采发展战略,煤矿开采积极和前沿科技相结合,以煤矿开采设备和开采技术为重心,不断提高煤矿开采生产率,煤矿企业才能在激烈的市场环境中获得发展,因此当前越来越多的煤矿开采方法和技术被广泛地应用于煤矿开采领域,对于推动中国煤矿发展发挥着重要的作用。露天煤矿的开采主要运用炸药,定点爆破的方式进行开采。当前,中国煤矿开采设备和国外发达国家的煤矿开采机械设备还存在着很大的差距,煤矿开采设备的耐久性和可靠性较低,煤矿开采能力不足,设备运行效率较低,并且不具备自动化控制和监测的功能。中国煤矿开采使用的掘进设备功能单一,种类较少,掘锚设备和其作业技术还处于初步的研发阶段,但是中国煤矿的锚杆支护技术已经逐渐成熟,在冲击矿压巷道、复合破碎顶板、全煤巷道等困难环境中得到了应用,并且取得了显著的支护效果和经济效益。中国煤矿的采掘巷道用锚杆支护技术替代了传统的U形钢拱形和梯形棚支护技术,有效地提高了煤矿的掘进速度。和国外发达国家的煤矿开采生产率相比,中国还存在很大的差距,因此要不断完善和优化煤矿开采方法和技术。
1.2、采煤技术的分类
采煤技术工艺一般分为综采、普采、炮采和连采四种,综采工艺全称综合机械化采煤工艺,其工作原理是在采煤过程中实现所有采煤工序的机械化和作业的连续性。优势特点:不仅使工人的劳动强度降低,还使煤矿开采业的安全性得到提高;普采工艺全称普通机械化采煤工艺,工作原理是利用采煤机械实现装煤工序和落煤工序的共时完成,其中普采面的工作方式分为单滚筒和双滚筒采煤机。优势特点:使工作面易于管理,同时使两端做缺口的工作面的工作量得到解决;炮采工艺全称爆破采煤工艺,工作原理采用爆破的方式进行落煤工序,人工装煤,机械化运输,工作空间顶板的支护方式是单体支护。优势特点:工作空间的顶板支护得以实现;连采工艺全称连续采煤工艺,工作原理是落煤和采煤利用采煤机连续作业,运煤则通过梭车以及自动伸缩机来运输优势特点提高了采煤的工作效率,实现了良好的社会效益和经济效益。
2、常见的采煤技术
2.1、综采技术
综采技术就是综合性机械采煤技术,这一体系需大量机械设备综合搭配、联合开采,从而实现采煤工程的机械化,减轻工人体力劳动强度,增加自动化水平。这一体系中需要刨煤式采煤机、刮扳输送机、桥式转载机、液压支护设备等重要设备的支撑,因此对技术和设备有较高要求。其优点是能极大提高采煤效率,减轻工人劳动强度,增加采煤安全性。缺点在于采用综合开采技术所需前期投资比较多,中小企业会有一定压力。
2.2、壁式采煤法
壁式采煤技术可分为多种,例如单一走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法、倒台阶采煤法、仓贮采煤法、水平分层采煤法、倾斜分层采煤法、掩护支架采煤法、刀柱采煤法等。以水平分层采煤法为例。水平分层采煤法,首先把煤层沿水平方向分为若干个厚度为2m~3m的分层,然后从上到下依次开采。在每个分层内布置回采工作面和分层平巷,区段高度一般为15m~30m。煤层水平厚度小于8m时,仅需1条分层平巷;大于8m时,应在顶板位置再掘1条分层平巷,2条分层平巷间每隔15m~18m设煤门,回采时要经常保持2个~3个溜煤眼与分层工作面相通,上下分层工作面的超前距离应保持15m~30m,工作面用风镐或爆破法落煤,人力装煤,工作面较长时应安设刮板输送机,用木支架或金属支柱配合铰接顶梁支护,分层间可铺设假顶,用全部垮落法处理采空区。本法能适应煤层厚度和倾角的变化,回采率高。但巷道布置复杂,掘进量大,通风、运料困难,回采工序多,劳动强度大,机械化程度低。
2.3、走向长壁采煤法
走向长壁采煤法主要包括三种采煤工艺:综采、普采和炮采。综采是一种运用现代机械化设备的采煤工艺,在煤矿开采的处、支、运、装、破等生产工序中全部采用自动化机械设备,这是当前中国最先进的煤矿开采方法。普采是指应用采煤机械进行装煤和落煤工序的普通采煤工艺,当前普采主要使用双滚筒和单滚筒的采煤机进行采煤,在使用单滚筒采煤机时,要将滚筒设置在工作面下端位置,缩短采煤面缺口长度,实现良好的装煤效果。双滚筒采煤机可以避免工作面两端做缺口的问题,实现煤矿开采的技术管理。炮采就是爆破采煤工艺,可以实现机械化运煤、人工装煤、爆破落煤。
2.4、急倾斜煤层采煤
煤矿开采会遇到很多不同的情况,在对急倾斜煤层进行采煤时,煤矿企业要综合考虑多方面的内容,例如,煤矿回采的便利性和采矿的便捷性,结合煤矿开采的实际情况,科学合理地划分煤矿的采煤区域,顺利开展煤矿的开采作业,进一步提高煤矿开采效率和开采量。在煤矿采煤过程中,可以适当增加煤矿开采层的垂直高度和开采工作面长度,为煤矿开采提供便利。另外,煤矿开采时,为了进一步提高煤矿开采效率,优化煤矿的巷道布置,完善煤矿矿井的通风系统,引进先进的通风设施,保障煤矿开采高效、安全、顺利地进行,提高煤矿企业的经济效益。 2.5、实现巷道布置的优化
社会主义发展的新时期还倡导各行各业实现绿色节能生产以及可持续发展,而对煤矿开采业来说,绿色能源开采技术也是采煤技术适应新形势的一个重要的技术手段。煤矿开采中产生的最主要的污染就是煤矸石的污染,而减少这种污染的主要措施就是深入研究分析煤矿开采当地的地质构造情况,设计科学的开采巷道,使用有效的开采工艺,构建在直接开采煤矿资源的基础上,不运出煤矸石的采煤技术体系,这样才能节省开采时间,提高开采效率,实现煤矿开采与巷道布置的完美适应。但是与此同时还要注意运用科学的煤矸石地下处理技术,将其利用到煤矿开采的作业中去,提高煤矿开采业生产的集中化水平,减少生产过程中的废物(主要是碳)的排放,真正实现新时期新形势下的经济发展与环境相适应的要求。
2.6、利用科学的开采方法地质条件影响
煤矿开采中采煤技术的选择,因此,在实际的煤矿开采中,要因地制宜、实事求是地根据不同的地质条件来选取不同的采煤技术和开采方法,加强和深化煤矿开采初期的勘探工作,实现采煤技术以及开采方法的优化选择,根据勘探结果制定科学的开采计划,并注意在开采过程中根据实际情况综合运用各种开采方法,还要及时评估开采方法的安全性和经济性,保证煤矿开采过程中采用的开采方式的科学性。
3、结语
由于煤矿矿区的环境比较恶劣,地形复杂,很多中小型煤矿企业由于煤矿开采工艺和开采技术落后、开采设备差,导致煤矿的回采率很低,并且经常出现各种安全事故,严重影响了煤矿企业的正常发展。煤矿开采需要随着现代化科学技术的快速发展而不断革新,采用先进的煤矿开采方法和开采技术,结合不同煤矿开采的实际情况,选择合适的采煤工艺和方法,推动煤矿开采的自动化、系统化、机械化和大型化,推动中国煤矿行业的可持续发展。
参考文献:
[1]周远生.试论煤矿开采方法与技术应用[J].价值工程,2012,23:98-99.
[2]熊永球.煤矿开采方法与技术应用分析[J].中国高新技术企业,2013,21:108-109.
[3]王龍.浅谈煤矿开采方法及工艺[J].黑龙江科技信息,2013,36:95.
[4]李继东.试论煤矿采矿的新技术与开采方法[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部:,2014:1.