礦井采煤技術(shù)與應(yīng)用

張繼濤 叢磊

摘 要：對(duì)于國(guó)家煤礦采礦技術(shù)的運(yùn)用與安全管理存在的問(wèn)題展開(kāi)分析，發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題亟待解決，國(guó)家煤礦的開(kāi)采在當(dāng)下面對(duì)很多困境，因此需要采取針對(duì)性較強(qiáng)的措施做好應(yīng)對(duì)。因此，本文就針對(duì)山東唐口煤業(yè)有限公司礦井采煤技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用分析。把現(xiàn)代化的技術(shù)、設(shè)施與創(chuàng)新思維進(jìn)行有效結(jié)合，才可以創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)利益，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：煤礦采煤技術(shù);應(yīng)用;安全

1煤礦采煤工藝的基本原則

1.1安全原則

礦井在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，最重要的是確保采礦工人的人身安全。生命是非常寶貴的，在施工過(guò)程中一旦發(fā)生安全事故，肯定會(huì)使施工人員的人身安全遭受巨大威脅，企業(yè)有很大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)嚴(yán)重破壞社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。所以，企業(yè)在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，始終要重視安全生產(chǎn)，安全是最重要的，要全面管理煤礦生產(chǎn)，及時(shí)消除存在的安全隱患，第一時(shí)間采取安全措施。此外，要重視礦井開(kāi)采過(guò)程中安全隱患的影響因素，全面分析和解決，盡可能的減少發(fā)生安全事故，保證煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。

1.2成本原則

在礦井開(kāi)采的施工過(guò)程中，要嚴(yán)格控制采礦成本，其不僅可以影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且影響企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，不能確保能夠充分開(kāi)采煤礦。所以，必須控制開(kāi)采成本，可以大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。如，在保證安全開(kāi)采的情況下，利用最低的煤礦開(kāi)采成本來(lái)開(kāi)采出最大量的煤礦資源，這樣企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)最高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3煤炭出采率原則

煤炭出采率，可以表示出企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。所以，企業(yè)想要提高自己企業(yè)的經(jīng)濟(jì)，必須高度重視煤炭出采率，大大提高煤炭出采率，不過(guò)有很多的不良因素影響出采率的提高，如，礦井開(kāi)采的技術(shù)水平低、采煤行為規(guī)范性差。因此，企業(yè)如果真想提高自己的經(jīng)濟(jì)效益，需要提高煤炭采出率，不斷優(yōu)化開(kāi)采煤礦的技術(shù)，嚴(yán)格制定可行的安全防范方法，這樣才能提高出采率，企業(yè)也可以實(shí)現(xiàn)高的經(jīng)濟(jì)效益。

2 礦井采煤技術(shù)與應(yīng)用措施

山東唐口煤業(yè)有限公司730采區(qū)為礦井下一步的主采區(qū)，7304工作面為730采區(qū)首采面，且緊鄰落差為0-143m的F3斷層，導(dǎo)致地質(zhì)條件極其復(fù)雜，根據(jù)最初采區(qū)方案設(shè)計(jì)中7304工作面布置方式施工后先后揭露多條落差大于7m斷層，嚴(yán)重制約工作面可采儲(chǔ)量及掘進(jìn)速度。現(xiàn)根據(jù)掘進(jìn)期間斷層揭露及相鄰工作面布置情況，調(diào)整工作面方位及面寬，優(yōu)化首采面布置方式，有效避開(kāi)落差較大斷層的同時(shí)，增加工作面可采儲(chǔ)量。

掘進(jìn)期間采取邊掘邊探，根據(jù)揭露斷層落差情況及時(shí)優(yōu)化首采面布置方式，當(dāng)斷層落差大于10m或因落差較大不宜探明時(shí)，將首采面向7303工作面方向偏擺，并調(diào)整工作面寬度為170m，最大限度回收煤炭資源，保證礦井順利接續(xù)。其安全措施主要有以下幾個(gè)方面：

2.1完善煤礦開(kāi)采方案

依據(jù)有關(guān)的資料與案例，制定和其有關(guān)的礦井采集技術(shù)與安全管理的改善措施，對(duì)開(kāi)采方案更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常重要的運(yùn)用現(xiàn)代化的技術(shù)、設(shè)施與工藝流程，盡可能的把礦井開(kāi)采方案有效的落實(shí)。

山東唐口煤業(yè)有限公司礦井受7304面揭露斷層影響，礦井整體接續(xù)收到嚴(yán)重影響，為保證礦井接續(xù)穩(wěn)定，計(jì)劃將1030采區(qū)首采面由10304工作面調(diào)整為10307工作面，同時(shí)為加快出面時(shí)間，將原設(shè)計(jì)自6312開(kāi)門(mén)口的工作面設(shè)計(jì)調(diào)整為自1030聯(lián)絡(luò)巷開(kāi)門(mén)口，項(xiàng)目綜合分析了三種面寬和推采長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合地面村莊沉降及拉伸、壓縮變形量，合理選定了施工方案，保證了接續(xù)穩(wěn)定的同時(shí)，有效減少了巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度，其中減少巖巷施工98m，減少煤巷施工92m，累計(jì)創(chuàng)效124.7萬(wàn)元。

2.2增強(qiáng)技術(shù)設(shè)施的更好利用

為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作面綜采支架工作阻力，掌握頂板活動(dòng)規(guī)律，預(yù)測(cè)工作面初次來(lái)壓、周期來(lái)壓步距，保證安全生產(chǎn)。我公司所有綜采工作面均安裝了頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，目前在用的多套頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)購(gòu)置時(shí)間長(zhǎng)，存在設(shè)備老化、監(jiān)測(cè)精度低、故障率高的問(wèn)題，不能滿足穩(wěn)定監(jiān)控的需求。6308 工作面為淄礦集團(tuán)公司首個(gè)智能綜放工作面，工作面支架采用電液控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)采集每個(gè)支架工作阻力并上傳地面工業(yè)環(huán)網(wǎng)。兩種監(jiān)測(cè)手段采集的數(shù)據(jù)具有共同性，存在數(shù)據(jù)共享的可能性。

2.2.1.電液控系統(tǒng)安裝

6308 工作面是集團(tuán)公司首個(gè)智能綜放工作面，綜采支架均配置了天地馬珂公司的電液控制系統(tǒng)，通過(guò)安裝調(diào)試，可將綜采支架工作阻力數(shù)據(jù)上傳至地面監(jiān)控軟件。

2.2.2.數(shù)據(jù)共享

通過(guò)多次與天地馬珂、山東愛(ài)拓軟件公司協(xié)商，天地馬珂公司免費(fèi)提供數(shù)據(jù)接口，由愛(ài)拓公司對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，開(kāi)發(fā)采集串口，自動(dòng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，并以柱狀圖的形式直觀顯示。

2.2.3.數(shù)據(jù)分析

通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)可隨時(shí)提取每個(gè)工作面支架循環(huán)工作阻力數(shù)據(jù)，分析工 作面（上、中、下部）頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律，支架液壓系統(tǒng)故障診斷，工作面周期來(lái)壓步距、強(qiáng)度等;同時(shí)軟件還具有歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)及報(bào)表輸出功能，可實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)時(shí)間區(qū)間查詢(xún)，歷史數(shù)據(jù)曲線查詢(xún)和輸出，統(tǒng)計(jì)分析，輸出標(biāo)準(zhǔn)綜合分析報(bào)表。

2.3 礦井沿空巷道抗變形綜合支護(hù)技術(shù)措施

5308軌道順槽為沿空掘進(jìn)巷道，凈煤柱6.5m，根據(jù)前期530采區(qū)回采情況，沿空巷道存在地壓高、變形大、回采難等問(wèn)題，針對(duì)這一情況，項(xiàng)目組結(jié)合早期礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)，綜合分析預(yù)判巷道圍巖情況，計(jì)劃采用高強(qiáng)錨桿、注漿錨索等高強(qiáng)度支護(hù)材料，配合合理的支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)主動(dòng)支護(hù)體系，同時(shí)結(jié)合回采期間的超前支護(hù)方式設(shè)計(jì)，有效控制巷道采掘期間的圍巖變形，確保巷道滿足使用要求，杜絕了開(kāi)幫作業(yè)。

2.4 礦井采煤技術(shù)的完善措施

在6309工作面過(guò)渡支架頂板支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，唐口煤業(yè)公司礦井放頂煤開(kāi)采面比較多，放頂煤工作面兩端頭6個(gè)過(guò)渡支架均采用掛設(shè)雙網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)，防止6個(gè)過(guò)渡支架頂煤漏到后部運(yùn)輸機(jī)前后電機(jī)，如果埋住后部前后電機(jī)將無(wú)法在對(duì)后部電機(jī)進(jìn)行維修，在6309工作面采用鏈接式鋼板進(jìn)行代替掛雙網(wǎng)，采用多塊鋼板采用鑲嵌式卡扣在一起，可以來(lái)回滑動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)一個(gè)支架時(shí)，支架上部鋼板跟著移動(dòng)，其他鋼板不動(dòng)，通過(guò)滑動(dòng)鏈接在一起，在移動(dòng)另一個(gè)支架，該支架鋼板也隨著移動(dòng)，該項(xiàng)目實(shí)施后不在進(jìn)行掛雙網(wǎng)，經(jīng)改造后省去人工在兩端頭進(jìn)行掛網(wǎng)，保證了安全，節(jié)約了大量菱形網(wǎng)及鐵絲。

結(jié)束語(yǔ)

1.7304工作面優(yōu)化后有效面長(zhǎng)170m，凈煤厚為4.5m，一次采全高回采率按照0.95;找煤擴(kuò)量5元/噸。增加可采煤量20.89萬(wàn)t。

2.利用智能綜放工作面電液控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)、

轉(zhuǎn)化，減少了現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備的投入和系統(tǒng)維護(hù)的工作量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

3.通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，將電液控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入防沖數(shù)據(jù)庫(kù)，解決了該系統(tǒng)無(wú)法查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)的問(wèn)題，為工作面頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析提供數(shù)據(jù)支持。

4.通過(guò)6309工作面過(guò)渡支架支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，現(xiàn)每截割一刀炭，溜頭3個(gè)過(guò)渡支架處可節(jié)約4片菱形網(wǎng)（0.5*5米），溜尾處同樣節(jié)約4片菱形網(wǎng)，推采一刀共計(jì)節(jié)約8片網(wǎng)，6309工作面走向長(zhǎng)725米，每截割一刀為0.8米，共推采906刀，節(jié)約費(fèi)用75萬(wàn)余元。

通過(guò)在采煤工作面試驗(yàn)后，節(jié)約了大量的人工及設(shè)備投入，根據(jù)智能化工作面建設(shè)情況，將進(jìn)一步推廣至所有采煤工作面，具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

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