薄煤层开采技术

摘 要:近年来,随着我国社会经济的飞速发展,煤炭工业的管理模式和建设技术有了显著的进步,对国民经济的发展起着重要的推动作用。就目前我国工业现状而言,薄煤层开采对煤炭资源开发利用、延长煤矿矿井的开采年限以及实现煤炭工业的可持续发展具有重要的战略意义。虽然现在我国薄煤层开采技术有了明显的提高、相关设备也有了一定程度的改进,但从实际效果上来看仍存在着一些问题。本文将对我国薄煤层开采技术现状进行深入的研究,并在此基础上提出一些技术创新思路,以期为我国煤炭生产工业做出一点贡献。

根据调查显示,我国的煤炭赋存量比较大且呈现出多样化的特点,保有工业储量98.3亿吨,其中薄煤层赋存量约占总可采储量的19%,但目前实际产量却只占总产量的10%左右。因此,为了实现我国煤炭工业的持续、快速、稳定的发展,我们必须改进现有的薄煤层开采技术、创新开采思路。

1薄煤层开采过程中存在的问题

根据我国关于煤层厚度的测评标准,将厚度小于1.3m的煤层定性为可以开采的薄煤层。目前来看,在薄煤层的开采过程中主要会面临如下问题。

第一,在实际煤层开采过程中,经常会受到薄煤层所处空间的制约,开采设备的安装以及操作维护的难度相对增大;由于煤层开采空间的限制,煤矿工人的工作范围非常有限,使得瓦斯的排放变得更加困难,很容易造成安全事故;第二,由于薄煤层的赋存煤矿厚度比较低(一般小于1.3m),因此该煤层的开采进度将变得非常快,这就要求相关设备运转的周期变短,进而使得薄煤层开采工作异常紧张;第三,较之于厚煤层或中煤层而言,薄煤层的煤矿产量较低、煤矿抛洒浪费比较严重。同时,由于该煤层所处的地理环境复杂多变,对该煤层的煤矿产量造成严重的影响。据相关数据显示,薄煤层煤矿开采只相当于中、厚煤层产量的1/3左右;第四,较之于中、厚煤层而言,薄煤层的产量投资相对较大。但是,薄煤层煤矿也不是没有一点好处,薄煤层开采的优势主要表现在:工作面的顶板位移较小且容易控制、薄煤层开采不会造成大面积的地面塌陷、薄煤层开采不会对邻近煤层产生太大的影响。

2当前薄煤层开采技术现状

目前来看,薄煤层开采技术主要包括三种,即刨煤机采煤法、螺旋钻机采煤法以及采煤机采煤法。世界薄煤层开采机械化水平较高的国家主要采用刨煤机和螺旋钻机进行煤矿开采。

2.1 刨煤机采煤法

刨煤机是目前开采薄煤层煤矿应用范围最广的一种机械装备,它能够极大地提高薄煤层煤炭的开采效率。刨煤机主要用于开采煤层倾角小于25°的薄煤层,煤体的硬度一般要小于25MPa,煤体硬度要小于底板的硬度,同时煤层所处地质条件要相对稳定。它的最快切割速度可以达到3m/s,切割功率可以超过400kw,每刀的截割深度可达到0.25m。刨煤机采煤法实现了落煤、装煤以及运煤的联合机械化,不需要工作人员跟机作业,对一些容易发生瓦斯释放或爆炸的煤层能够实现安全开采,而且机械零件构成简单,容易维修。

2.2 螺旋钻机采煤法

螺旋钻机是目前开采薄煤层煤矿应用范围比较广泛的另一种机械装备,它主要应用于厚度在0.4m～0.8m之间的煤层开采。较之于其它的采煤法,螺旋钻采煤法有其显著特色和优点,在煤矿开采过程中,它可以实现工作面无人留守,所有 的煤矿员工都可以在巷道内操作,不仅提高了员工的作业环境,而且还杜绝了顶板事故、瓦斯爆炸等煤矿事故的发生。螺旋钻机采煤法实现了人力资源投入少与产量、效率的双赢,较之于其他薄煤层开采设备,其结构构成简单、容易维护、安全可靠。

2.3 采煤机采煤法

采煤机在目前薄煤层煤矿开采过程中的使用量也很大,采煤机与前两种采煤技术不同,它不但需要足够大的运转功率和足够大的运行空间,而且采煤机必须能够切割各种岩石。目前使用的薄煤层采煤机类型主要包括骑输送机式和爬底板式两种:骑输送机式采煤机主要靠传输链条进行牵动,而爬底板式采煤机则是将采煤机机身放置在滚筒开出的机道内,因此,爬底板式采煤机的过煤空间较高,不但增大了采煤机的电机功率,而且使作业面的通风断面加大、安全性提高。

3薄煤层开采技术创新思路

以上三种是我国目前薄煤层煤矿开采最常用的技术和方法,基于其现状和薄煤层特点分析,要实现该项技术的突破,笔者认为应从以下几个方面探寻创新思路。

3.1 加大资金投入,探索薄煤层开采新技术

无论是对一个企业还是对某个生产环节,资金的投入在很大程度上决定着其成败。对于探索薄煤层开采而言,如果能加大资金的投入力度,将一些老化的机械设备进行及时的更新换代,一定能提高生产效率、减少事故的发生概率,从而为煤矿工业的顺利发展保驾护航;同时,要努力探索薄煤层开采新技术,依靠科技进步带来的先进技术,在新的历史时期,站在科技创新的制高点上,整合自身现有资源,积极探索高新技术,比如发展煤炭地下气化开采技术。该技术是通过对煤炭的热化作用产生可燃气体,是集建井、采煤与地面气化于一体的现代采煤技术,具有安全性高、投资少、效益高、污染少等特点,是创新思路下不可多得的新技术。

3.2 提高现有机械设备的性能

对薄煤层现有开采技术的提高,主要是对机械设备性能的提高。在保证安全运行的情况下,将刨煤机的装机功率增大,就能提高刨煤机刨掘硬煤的能力;要提高刨煤机自身零部件尤其是零件结合部位的可靠性,这是提高薄煤层开采进程的关键所在;要充分利用现代科技技术,提高刨煤机刨头运转方向控制装置的灵活度,保障刨煤机刨头沿着预定的方向前进。

4结语

总而言之,随着社会经济的不断发展,薄煤层煤矿的开采正在走向规模化,我们只有立足实际,积极探索新的薄煤层开采技术,才能实现我国煤炭工业的持续、快速、健康发展。

参考文献

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