煤层开采技术及采煤工艺探究

时间:2022-09-29 02:16:50

煤层开采技术及采煤工艺探究

【摘 要】对煤炭的开采而言,采煤工艺有着非常重要的作用,当采煤工艺比较成熟、科学时,煤矿生产中安全性及可靠性才会得到一定保证,本文结合本人的工作实践,主要就煤层开采技术及采煤工艺展开相关论述。

【关键词】煤炭;煤层开采;采煤工艺

1 前言

近几年来,随着我国社会经济迅速发展,我国对煤层开采技术及采煤工艺也有了更高的要求,为了使煤矿的开采更好安全可靠,相关人员必须对相关工艺有一个比较全面的认识。目前,我国的采煤工艺主要朝高技术、高工作效率等方面发展,在实际应用中,有的工作人员常会因对不熟悉技术而导致安全事故,因此,为了促进煤矿的安全生产,本文主要就煤层开采技术及采煤工艺作以下分析,以加强相关人员对相关工艺的认识与了解。

2 煤炭开采的主要方法

2.1 露天采煤

露天开采指的是把煤层上的覆盖物和岩石所移走,以使煤煤敞露中地表上,然后对其进行开采。露天采煤的过程中,通常需把井田划分成若干水平分层,使它们在空间上形成阶梯状,然后以自上而下的方式进行逐层开采。生产过程中,主要有以下环节:先使用机械及穿孔爆破方式对岩煤进行预先松动破碎,然后再利用采掘装置采出岩煤,并把之装到运输装置中,运往指定地点,对于运输装置中的剥离物则放置在堆放场中,对于煤炭,则卸在洗煤厂等卸矿点。

露天采煤的优缺点:①优点:矿山规模大,生产空间宽阔,可使用大型机械设备,生产成本低,作业效率高,安全可靠,资源回采率高达90%以上。②缺点:占地多,易给环境带来污染,易受气候及地形的影响,对煤赋存环境有较高要求。

2.2 井下采煤

以落煤技术分,主要分为水力落煤、爆破落煤、机械落煤,前者为水采,后两者则为为旱采,而旱采主要分为柱式采煤法和壁式采煤法,其中柱式采煤法的工作面一般为6~30m,顶板的维护比较容易,因此支护费用较低,但是其回采率也较低;壁式采煤法的工作面一般而100~200m,可使用生产能力高、容纳功率到的机械作业,具有效率高、产量大等优点。

3 煤层采煤工艺技术分析

3.1 开采技术简介

目前,煤层采煤工艺主要朝生产高度集中、高可靠性、高效集约化生产、高产高效矿井方向发展,开采技术中,以经济效益的效率的提高为目标,以生产集中化、工作面单产的提高为核心,然后研究并开发各种条件下的高可靠性、高效能的采煤工艺与装备,简单、可靠、高效的开采布置与生产系统,科学管理和生产过程监控等相结合的成套开采技术,并积极发展各种矿井煤层环境下的采煤机械化,不断优化装备与工艺,以使采煤机械化的技术水平及应用范围都得到一定提高。

3.2 各采煤工艺所解决的难题

(1)两硬条件下放顶煤开采快速推进技术。主要研究合适的综放开采回采工艺,以使作业工序得到一定优化,放煤时间得到一定缩短,从而实现高效高产。5~5.5宽的煤巷锚杆支护技术,有利于综采配套设备的重型化及大功率使用,可使采煤工作面实现高产高效。

(2)顶煤块度大、冒放性差的综放开采成套设备配套技术。可对顶煤进行有效破碎,并可对顶板进行有效控制,此外,还利于顶煤的新型液压支架的放置,并可对后部输送机的能力作合理确定。

(3)硬厚顶煤控制技术。此技术包括顶煤深孔预爆理技术和高压注水压裂技术,是一种开发支承压力小、埋深浅、条件硬厚顶煤的快速处理技术,可对顶煤体进行随采随冒,可使回收率得到一定提高。

(4)硬顶板控制技术。此技术为研究地压小、埋深浅的顶板控制技术,主要利用顶板快速处理技术(如倾斜深孔爆破技术、岩层定向水力压裂技术)使直接顶能实现随采随冒,从而使顶煤回收率得到一定提高,此技术安全性较高,且又能对顶煤进行有效破碎。

3.3 缓倾斜薄煤层长壁开采

研发适合刨煤机综采的液压支架,研发功率大、体积小、可靠性高的薄煤层刨煤机和采煤机,研发薄煤层工作面的高效开采技术及总体配套技术。

3.4 各种综采高产高效综采设备保障系统

今后的研究重点是:利用电液控制阀组对支架进行操纵,对“支架一围岩”控制系统进行优化,不断优化顶板状态、液压信息、支架位态、支护质量信息的自动采集系统;采煤机在线与离线相结合的“油一磨屑”监测、电信号与温度的监测;液压系统和乳化液泵站运行状态的诊断与检测;刮板输送机、带式输送机、的状态实时监控。

4 煤层开采中的主要技术

4.1 “三下”采煤技术

此技术主要对开采过程中地表下陷、上覆岩层的运动规律以及满足建筑物、地下水资源、地表所需的优化参数及合理的开采系统机械牛研究,研发地表废料向垮落法工作面采空区充填系统、村庄房屋加固改造重建技术、各种充填技术等;研发近水体开采的工艺装备、开采设计、参数优化;提出煤炭开采和煤炭城市实现和谐统一的矿井水资源化、开采沉陷控制、土地复垦等重要技术。

4.2 深矿井开采技术

深矿井开采技术主要包括冲击地压防治、深井通风、煤层开采的矿压控制、井巷布置等,目前,此技术需深入研究的是应力场与分布状态、深井围岩状态的特征;深井;深矿井高效高产开采相关的配套技术;深井巷道快速掘进装备与支护技术;中击地压监控技术和防治技术;深矿井开采设备备与热害治理技术等。

4.3 减少矸石排放、改善巷道布置的开采技术

此技术通过优化现有的开采布置、采煤方法,以实现开采效益最大化为目标,研发煤矿地质条件开采巷道布置与工艺技术评价体系专家系统,从而使开采布置、煤层地质条件和开采方法实现最优配置,此外,还使矸石基本不运出地面、全煤巷布置实行单一煤层开采等,从而使生产效率得到一定提高。此技术重点研发高效高产矿井,优化巷道的开拓部署及布置系统,以使巷道的布置更加减化;使采区及其工作面的参数得到一定优化;研究矸石在井下的直接处理;研究单一煤层的集中准备、集中开拓以及集中回采的关键技术,以使岩巷掘进率得到有效降低,实现通过多开煤巷来使出矸率得到一定程度的降低;此技术的研究,旨在使生产系统得到一定减化,并使相关工艺实现集中性的高效及高产开采。

5 结语

采煤工艺是采矿学科中需进行深入研究的重要内容,当采煤工艺得到有效发展后,煤炭生产的可靠性及安全性才能得到有效保证。因此,相关技术人员应结合生产实际对采煤工艺进行不断优化,这样才能促进煤矿生产的有效开展。

参考文献:

[1]周桂铨,黄文呈.基于不稳定型急倾斜薄煤层实用性开采技术的研究[J].龙岩学院学报,2011(02).

[2]王相怀.井下采煤生产技术及采煤方法的选择[J].中国高新技术企业,2011(04).

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