淺論煤礦開采新技術(shù)
2015-04-29 00:00:00張小軍王海鵬張璽
【摘 要】我國(guó)是一個(gè)煤炭資源極為豐富的國(guó)家，煤炭資源也是我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)最主要的能源之一。煤礦的開采歷史悠久，其隨著社會(huì)科技的進(jìn)步與發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新的采礦技術(shù)，同時(shí)被應(yīng)用在現(xiàn)代煤礦開采作業(yè)中。使用新的煤礦開采技術(shù)不但能夠極大的提高煤礦的開采效率，煤礦的經(jīng)濟(jì)效益，還對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少生態(tài)破壞有著重要的意義。現(xiàn)本文就主要分析了幾種較為先進(jìn)的新型煤礦開采技術(shù)，以供讀者交流參考。
【關(guān)鍵詞】煤礦；采礦；新技術(shù)
【Abstract】China is an extremely rich country in the coal resource.The coal resource is the one main energy of our social production.History of exploitation of coal mining is very long.With the social progress and development of science and technology，mining technology was also being used in the mining operation in modern coal mine.The using of new coal mining technology can not only greatly improve the efficiency of coal mining and economic benefits of coal mining，but also it has the vital significance to protect the ecological environment and reduce the ecological damage.This article mainly analyzes some new coal mining technologies that are more advanced for readers.
【Key words】Coal mine；Mining；New technology
1.煤礦應(yīng)用采礦新技術(shù)的必要性
煤碳在開采利用的過程中采礦單位不但要盡可能的提高開采效率，減少煤炭資源浪費(fèi)，同時(shí)也要意識(shí)到煤礦開采是一項(xiàng)具有較大難度和危險(xiǎn)性的復(fù)雜作業(yè)項(xiàng)目，必須要做安全防范措施。但是事實(shí)上我國(guó)很多小型煤礦企業(yè)所使用的煤礦采礦技術(shù)較為落后，安全設(shè)施較為簡(jiǎn)陋，不但不利于煤礦開采效率的提高，而且對(duì)采礦工人的生命安全也有極大的威脅。尤其是一些煤礦所在地的地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，在薄煤層、急傾斜煤層與厚煤層的開采中作業(yè)難度較大，若仍然采用傳統(tǒng)的采礦技術(shù)，很難實(shí)現(xiàn)較好的采礦效果。因此非常有必要加強(qiáng)對(duì)采礦新技術(shù)的研究，采用一些先進(jìn)的采礦技術(shù)和開采方法來提高采礦效率和安全系數(shù)。
2.煤礦開采的幾種新技術(shù)
2.1傾斜分層走向長(zhǎng)臂下行垮落采煤法
開采緩傾斜和傾斜厚煤層，目前，傾斜分層采煤法在我國(guó)應(yīng)用得非常廣泛。傾斜分層的各分層，可采用類似于開采緩斜薄及中厚煤層時(shí)所采用的采煤工藝進(jìn)行回采，如圖2.1.1。第一分層回采后，下分層是在垮落的巖石下進(jìn)行回采，為保證下分層采煤工作面的安全，上分層必須鋪設(shè)人工假頂或形成再生頂板。
傾斜分層下行垮落采煤有效的解決了緩斜及傾斜厚煤層開采時(shí)的頂板支護(hù)和采空區(qū)處理問題，有利于在此類煤層條件下實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，提高資源采出率及獲取較好的采煤工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前，這種采煤方法已成為我國(guó)開采緩斜及傾斜厚煤層的主要方法，這種采煤方法主要適用于煤層頂板不是十分堅(jiān)硬易于垮落、直接頂具有一定厚度的緩斜及傾斜厚煤層。
2.2偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法
偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法具有走向長(zhǎng)臂采煤法的某些特定，采煤工作面是直線，按偽傾斜方向布置，沿走向推進(jìn)，用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)，工人在掩護(hù)支架下進(jìn)行采煤，如圖2.2.1。
該方法的工作面較長(zhǎng)，傾角比較緩慢，其生產(chǎn)系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單、掘進(jìn)率低等特點(diǎn)。該方法將工作空間和采空區(qū)隔開，不僅簡(jiǎn)化了管理工作，還保證了生產(chǎn)的安全，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)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(yùn)用該方法進(jìn)行開采。在回采的過程中，回風(fēng)巷需要將支架不斷的接長(zhǎng)，而進(jìn)風(fēng)巷的支架則需要不斷的拆除。當(dāng)工作面到達(dá)采區(qū)附近，則需要將支架全部回收。
2.3綜合機(jī)械化放頂煤采煤法
放頂煤采煤法的實(shí)質(zhì)就是在厚煤層中，沿煤層（或分段）底部布置一個(gè)采高2～3m的長(zhǎng)臂工作面，用常規(guī)方法進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或鋪以人工松動(dòng)方法，使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方（或上山）放出，并經(jīng)由刮板輸送機(jī)運(yùn)出工作面。如圖2.3.1。根據(jù)煤層賦存條件的不同，放頂煤長(zhǎng)臂采煤法可分為一次采全厚放頂煤開采、預(yù)采頂分層網(wǎng)下放頂煤開采、傾斜分段放頂煤開采。
近年來，放頂煤開采技術(shù)在我國(guó)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了潞安，兗州、陽泉等以放頂煤開采為主的高產(chǎn)高效礦區(qū)，許多重要指標(biāo)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。與厚煤層的其他采煤方法相比，放頂煤具有單產(chǎn)高、效率高、成本低、巷道掘進(jìn)量小、減少了搬家倒面次數(shù)、對(duì)煤層厚度變化及地質(zhì)構(gòu)造的適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有煤損多、易發(fā)火、煤塵大、瓦斯易積聚的缺點(diǎn)，有待于在實(shí)踐中逐步得到解決。
2.4緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁綜采
采高是相對(duì)于普通采高而言的，至今沒有確切的定義，一般認(rèn)為大采高割煤高度應(yīng)大于3.5m（即厚煤層定義的下限），大采高綜采可定義為割煤高度大于3.5m的綜合機(jī)械化開采，如圖2.4.1。
大采高綜采與分層綜采相比，具有生產(chǎn)能力大、單產(chǎn)高、巷道布置簡(jiǎn)單、工序簡(jiǎn)單、巷道掘進(jìn)量和維護(hù)量小、回采工效和采出率高、噸煤成本低的優(yōu)點(diǎn)；與綜放開采相比，具有采出率高、含矸率低、煤塵小等優(yōu)點(diǎn)。但是同時(shí)，工作面煤壁片幫嚴(yán)重，片幫、冒頂聯(lián)動(dòng)性大，支架穩(wěn)定性差。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加強(qiáng)支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層（采高3m左右）高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。
2.5刨煤機(jī)采煤方法
刨煤機(jī)采煤技術(shù)適合于中等和薄煤層的開采。刨煤機(jī)機(jī)體簡(jiǎn)單，只有一根無極繩連接工作面端頭并沿導(dǎo)軌滑行割煤，它功率大，切割速度快且切割深度能夠達(dá)到250mm，如圖2.5.1。
目前，在實(shí)際工作中，采用智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)刨煤機(jī)，并采用可靠的支架控制系統(tǒng)，從而有利于實(shí)現(xiàn)采煤的自動(dòng)化。此外，支架的前移也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，從而增加了支架的可靠性，也提升了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化。在適用范圍上，刨煤機(jī)可以適用于特薄煤層的開采，最小的開采厚度可以達(dá)到0.6m。為了提高穩(wěn)定性，便于實(shí)際操作和維修，采空區(qū)一側(cè)的刨煤機(jī)導(dǎo)軌和附件需要焊接在輸送機(jī)上面。為了減少粉塵的產(chǎn)生、防止部件過分磨損，還有必要安裝刨煤機(jī)水平控制系統(tǒng)。
3.結(jié)束語
綜上所述，在煤礦開采生產(chǎn)中采用先進(jìn)的采礦技術(shù)能夠極大的提高采礦效率，經(jīng)濟(jì)效益，增大采礦作業(yè)安全系數(shù)，是非常值得大力推廣和應(yīng)用的。只有不斷完善開采技術(shù)和開采方法，進(jìn)而帶動(dòng)煤礦采礦技術(shù)的變革，提高煤礦開采的安全性和可靠性，才能促進(jìn)現(xiàn)代煤礦開采的高產(chǎn)和高效，提高采煤的綜合效益。
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