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[摘 要]采煤系统是采区巷道的布置方式,掘进和采煤顺序的合理安排,以及由采区供电、通风、运输、排水等生产系统共同构成的、完整的煤炭开采系统。采煤工艺与技术是指采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合。本文将重点结合当前我国采煤技术的发展现状进行阐述。
[关键词]采煤技术 工艺 发展
中图分类号:E951 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0031-01
采煤工作面是矿井生产的心脏,是矿井生产最基本最主要的场所。根据采煤工作面内煤层的赋存条件,运用各种技术装备进行生产工作的技艺和方式,统称采煤工艺。为了能够在采区范围内进行采煤工作,需要开掘一系列巷道通达采煤工作面,用以行人、通风、运输和排水。这些巷道在空间上的位置关系及其掘进顺序,称为采区巷道布置。不同采煤工艺要求相應的采区巷道布置,而采区巷道布置状况影响到采煤工艺[1]。所谓采煤方法就是不同采煤工艺与具体采区巷道布置的总和。
1 我国采煤技术的发展现状
由于开采条件好资源赋存条件的多样性,我国煤矿目前主要采用炮采、普采和综采三种采煤工艺。国有重点煤矿以综采为主,地方国营煤矿以普采和炮采为主,而乡镇煤矿则以炮采为主[2]。结合我国各类煤矿和各种煤层开采条件的实际,正确选择与之相应的采煤工艺,使之符合安全、经济和采出率高的基本原则,是提高我国煤矿开采技术经济效果的总体要求。
在壁式体系采煤法中,由于煤层厚度不同,回采技术有较大区别。对于薄及中厚煤层,一般煤层全厚一次采出,即所谓整层回采技术。对于厚煤层,一般将其分层采出,即所谓分层回采技术;对于厚度、硬度适宜的煤层,也可以采用特殊设备通过放顶煤的方法一次全厚采出,即放顶煤开采技术。无论整层回采或分层回采,按照回采工作面推进方向又可分为两类:采煤工作面沿倾斜方向布置,沿走向推进的称为走向长壁采煤法;采煤工作面沿走向布置,其推进方向沿倾斜向上或向下的称为倾斜长壁采煤法。
采用壁式体系采煤法时,采煤工作面空间应用支架支撑,当采煤机割过煤后,及时移动支架,支护新暴露的顶板,同时使其后面上方的岩层垮落下来。
柱式体系采煤法的特点是:回采工作面长度较短,一般为10~30m左右,但工作面的数目较多,工作面内煤的运输方向往往垂直于煤壁;回采生产过程中一般没有处理采空区的工序;工作面内的通风条件较差。
我国绝大多数煤矿采用壁式体系采煤法。根据煤层赋存条件,无论采用何种采煤方法,应满足以下基本要求:(1)保证工作安全。回采生产过程中,应严格遵守《煤矿安全规程》的规定,保证安全生产。(2)讲究经济效益。所选择的采煤方法应保证:工作面产量高、煤质好,材料及动力消耗低,劳动效率高。(3)采区回采率高。为了减少煤炭损失,最大限度地开发资源,尽可能防止煤炭自然发火,采区回采率要求达到国家规定的指标。对于具体矿井或矿井中具体块段的采煤工艺选择,应根据地质条件、煤层赋存条件、资源条件、开采技术条件、可能的设备投入和开采效果等因素,经技术和经济综合比较后确定。力求在安全、经济和高采出率方面得到充分满足。
2 我国采煤技术发展的途径
技术水平可以从多个角度影响企业的安全生产:第一,技术水平的高低决定企业的生产效率的高低,从而直接影响煤矿企业以百万吨死亡率度量的安全状况。第二,技术是实现本质安全化的根本途径。提高企业的安全水平,实现本质化安全,从根本上说需要依靠科技,因此,企业技术水平的高低,也就是企业本质化安全的高低。第三,采用一项新技术,可以避免某些旧有的事故发生,但也有可能带来新的事故,因此,需要采取措施防止新的事故的发生,包括管理体制的变革、组织变革、员工教育培训等。从总体上说,前面的两个因素是主要的,因此,不断提高采煤生产技术水平,是改善煤矿安全生产状况的一条根本途径。
综采优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统,较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。尽管综采设备投资高,但安全、高产、高效生产将会带来巨大的效益。因此,有条件时应优先选用综合机械化开采。采煤与剥离的工作线虽然经常是同步推进,但采煤作业总是在深部,当剥离实现内部排土时,多为水平运输,运距也较近,而采煤则总是要将煤从深部运出地面,多要爬坡且运距也越来越远。例如通过改造采煤工艺,可以采用以下的工艺技术:采煤机前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,往返进两刀,截深0.8m,在工作面端部斜切进刀,自开切口。工艺过程为割煤、挂梁、推移输送机、支柱、回柱放顶。工作面采用齐梁齐柱正悬臂走向棚子支护,“三、四排”控顶,排距0.8m,柱距0.7rn。前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,双向割煤,往返一次进两刀,正常割煤时的采煤机牵引速度一般为8~15m/min。工作面三班作业,边采边准,设备检修在交接班时间和强制检修时间内进行。
1-采煤机;2-刮板输送机;3-液压支架;4-下端头支架;5-上端头支架;6-转载机;7-可伸缩胶带输送机;8-配电箱;9-移动变电站;10-设备列车;11-泵站;12-喷雾泵站;13-绞车;14-集中控制台
图1 综采工艺方式
通过对以上采煤工艺的特点进行分析,特别是工艺改造的类型及原则上做了重点介绍,运输作业方式也不一定一致。实践证明,这种充分考虑采煤作业的特点,不强求与剥离作业一致的观点,效益也是比较好的。
总之,近年来,国有大中型煤矿依靠科技进步,积极推进高产高效矿井建设,涌现出了一批具有世界领先和一流水平的特大型矿井。煤矿企业采用国际先进的一矿一面生产模式,将引进的先进技术装备和矿区煤炭资源优势相结合,有效地提高了煤矿开采的效率和质量,值得借鉴。
参考文献
[1] 张吉雄,周跃进,黄艳利.综合机械化固体充填采煤一体化技术[J]. 煤炭科学技术,2012,11:101-102.
[2] 郭文兵,侯泉林,邹友峰.建(构)筑物下条带式旺格维利采煤技术研究[J]. 煤炭科学技术,2013,04:8-12.
[关键词]采煤技术 工艺 发展
中图分类号:E951 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0031-01
采煤工作面是矿井生产的心脏,是矿井生产最基本最主要的场所。根据采煤工作面内煤层的赋存条件,运用各种技术装备进行生产工作的技艺和方式,统称采煤工艺。为了能够在采区范围内进行采煤工作,需要开掘一系列巷道通达采煤工作面,用以行人、通风、运输和排水。这些巷道在空间上的位置关系及其掘进顺序,称为采区巷道布置。不同采煤工艺要求相應的采区巷道布置,而采区巷道布置状况影响到采煤工艺[1]。所谓采煤方法就是不同采煤工艺与具体采区巷道布置的总和。
1 我国采煤技术的发展现状
由于开采条件好资源赋存条件的多样性,我国煤矿目前主要采用炮采、普采和综采三种采煤工艺。国有重点煤矿以综采为主,地方国营煤矿以普采和炮采为主,而乡镇煤矿则以炮采为主[2]。结合我国各类煤矿和各种煤层开采条件的实际,正确选择与之相应的采煤工艺,使之符合安全、经济和采出率高的基本原则,是提高我国煤矿开采技术经济效果的总体要求。
在壁式体系采煤法中,由于煤层厚度不同,回采技术有较大区别。对于薄及中厚煤层,一般煤层全厚一次采出,即所谓整层回采技术。对于厚煤层,一般将其分层采出,即所谓分层回采技术;对于厚度、硬度适宜的煤层,也可以采用特殊设备通过放顶煤的方法一次全厚采出,即放顶煤开采技术。无论整层回采或分层回采,按照回采工作面推进方向又可分为两类:采煤工作面沿倾斜方向布置,沿走向推进的称为走向长壁采煤法;采煤工作面沿走向布置,其推进方向沿倾斜向上或向下的称为倾斜长壁采煤法。
采用壁式体系采煤法时,采煤工作面空间应用支架支撑,当采煤机割过煤后,及时移动支架,支护新暴露的顶板,同时使其后面上方的岩层垮落下来。
柱式体系采煤法的特点是:回采工作面长度较短,一般为10~30m左右,但工作面的数目较多,工作面内煤的运输方向往往垂直于煤壁;回采生产过程中一般没有处理采空区的工序;工作面内的通风条件较差。
我国绝大多数煤矿采用壁式体系采煤法。根据煤层赋存条件,无论采用何种采煤方法,应满足以下基本要求:(1)保证工作安全。回采生产过程中,应严格遵守《煤矿安全规程》的规定,保证安全生产。(2)讲究经济效益。所选择的采煤方法应保证:工作面产量高、煤质好,材料及动力消耗低,劳动效率高。(3)采区回采率高。为了减少煤炭损失,最大限度地开发资源,尽可能防止煤炭自然发火,采区回采率要求达到国家规定的指标。对于具体矿井或矿井中具体块段的采煤工艺选择,应根据地质条件、煤层赋存条件、资源条件、开采技术条件、可能的设备投入和开采效果等因素,经技术和经济综合比较后确定。力求在安全、经济和高采出率方面得到充分满足。
2 我国采煤技术发展的途径
技术水平可以从多个角度影响企业的安全生产:第一,技术水平的高低决定企业的生产效率的高低,从而直接影响煤矿企业以百万吨死亡率度量的安全状况。第二,技术是实现本质安全化的根本途径。提高企业的安全水平,实现本质化安全,从根本上说需要依靠科技,因此,企业技术水平的高低,也就是企业本质化安全的高低。第三,采用一项新技术,可以避免某些旧有的事故发生,但也有可能带来新的事故,因此,需要采取措施防止新的事故的发生,包括管理体制的变革、组织变革、员工教育培训等。从总体上说,前面的两个因素是主要的,因此,不断提高采煤生产技术水平,是改善煤矿安全生产状况的一条根本途径。
综采优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统,较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。尽管综采设备投资高,但安全、高产、高效生产将会带来巨大的效益。因此,有条件时应优先选用综合机械化开采。采煤与剥离的工作线虽然经常是同步推进,但采煤作业总是在深部,当剥离实现内部排土时,多为水平运输,运距也较近,而采煤则总是要将煤从深部运出地面,多要爬坡且运距也越来越远。例如通过改造采煤工艺,可以采用以下的工艺技术:采煤机前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,往返进两刀,截深0.8m,在工作面端部斜切进刀,自开切口。工艺过程为割煤、挂梁、推移输送机、支柱、回柱放顶。工作面采用齐梁齐柱正悬臂走向棚子支护,“三、四排”控顶,排距0.8m,柱距0.7rn。前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,双向割煤,往返一次进两刀,正常割煤时的采煤机牵引速度一般为8~15m/min。工作面三班作业,边采边准,设备检修在交接班时间和强制检修时间内进行。
1-采煤机;2-刮板输送机;3-液压支架;4-下端头支架;5-上端头支架;6-转载机;7-可伸缩胶带输送机;8-配电箱;9-移动变电站;10-设备列车;11-泵站;12-喷雾泵站;13-绞车;14-集中控制台
图1 综采工艺方式
通过对以上采煤工艺的特点进行分析,特别是工艺改造的类型及原则上做了重点介绍,运输作业方式也不一定一致。实践证明,这种充分考虑采煤作业的特点,不强求与剥离作业一致的观点,效益也是比较好的。
总之,近年来,国有大中型煤矿依靠科技进步,积极推进高产高效矿井建设,涌现出了一批具有世界领先和一流水平的特大型矿井。煤矿企业采用国际先进的一矿一面生产模式,将引进的先进技术装备和矿区煤炭资源优势相结合,有效地提高了煤矿开采的效率和质量,值得借鉴。
参考文献
[1] 张吉雄,周跃进,黄艳利.综合机械化固体充填采煤一体化技术[J]. 煤炭科学技术,2012,11:101-102.
[2] 郭文兵,侯泉林,邹友峰.建(构)筑物下条带式旺格维利采煤技术研究[J]. 煤炭科学技术,2013,04:8-12.