探析煤矿技术存在的问题及对策

来源 :中国石油和化工标准与质量 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shumoljw
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  【摘要】煤矿技术是推动煤炭行业发展的动力,只有利用煤炭技术克服煤矿开采中存在的问题,才能实现煤炭行业的可持续发展。由于我国的地表煤炭开采已经面临着枯竭,更大深度的煤炭开采却面临着诸多技术上的难题,例如地表沉陷控制难度加大、矿压加大使巷道维护难度加大,井温的升高使生产环境变得十分恶劣,还有瓦斯浓度的升高等问题。这些都成为了限制煤矿发展的技术上的难题。本文就这些难题进行了分析,并提出克服这些难题的技术研究的方向。
  【关键词】煤矿技术 开采技术 问题及对策
  近些年,煤炭行业取得了迅猛的发展,要想实现煤炭行业的可持续发展,就要提高煤矿的开采能力,使用先进的开采技术来进行煤炭的深层挖掘。当前,我国的煤矿开采技术与发达国家相比,还稍显落后,本文就煤矿开采技术存在的问题进行分析,并探讨解决这些问题的对策。
  煤矿的开采技术主要是解决煤矿在开采过程中,如何应对地质深度环境变化和地质灾害。随着地表煤炭储备的枯竭,煤矿的开采深度越来越大,然而,随着开采向地质底层进一步延伸,其面临的矿压、地热、保护煤柱的留设等技术难题也成了煤炭行业发展的拦路虎。
  1 煤矿技术存在的问题
  1.1 地表沉陷与控制难度加大
  煤矿开采过程中,会发生地表的深陷,我国在总结了地表沉陷数据,但这些数据只适用于深度小于三百米的煤矿开采,对于深度大三百米的开采,其数据的可靠性就受到了考验与质疑。获取可靠的三百米深度以上煤矿的开采,就要建立新的观测站,对真实的数据进行收集与整理。然而,观测站的建设费用高,建设周期长,已经建成的三百米深度以上的观测站寥寥无已,为地表沉陷数据的收集带来了难度。无法收取到可靠的地表沉陷数据,就无法精准的完成地表控制,使这个技术处理的难度加大。
  1.2 矿压明显增大
  同样是由于开采深度的加大,煤矿的井下矿压明显增大,矿压的增大不但为矿井建设带来很多难题,因为了加强顶板的管理,还要提高巷道建设的质量,用于巷道维护的开支也会明显增加,开采的深度越大,矿压对岩层挤压的承度越明显,巷道的承受力越要加强,尽管如此,巷道的维护工作依然是不能停止的,往往是前面进行煤炭的挖掘,后面进行巷道的维护,而这些都是由于地压增大带来的技术上的难题。
  1.3 地温不断升高
  开采深度的增大使地压增大,而且也使地温不断的长高。地温的不断升高会引起井下温度的升高,使井下的生产环境发生很大的变化,井下最高温度甚至达到几十摄氏度,这样恶劣的生产环境对矿井工人的身体造成了极大的损伤,有些煤矿不得不由于深井内温度过高而停止作业。除此之外,地温的不断升高也会使空气向着低压的地方流动,延着巷道向下流动,里面的压力值就会不断增加,巨大的空气压力使空气发生了压缩,而空气压缩会放出一部分热量,这也是引发井下温度升高的重要原因。井下温度的升高,严重的影响了生产的正常进行,一些煤矿企业由于不进行改进环境的资金投入,只有用一些简陋的措施进行降温。
  1.4 瓦斯事故爆发的几率升高
  由于开采深度的增大,原本是低浓度瓦斯,受到井下深部的高应力作用,进一步压缩了气体,瓦斯被压缩到了最高峰值。这些被压缩的瓦斯气体聚集了大量的能量,如果在一个时间内,突然得到释放,就会爆发事故,为煤矿的安全生产带来极大的安全隐患。
  2 解决煤矿技术存在问题的对策2.1 增加资金投入,突破技术难关
  无论是地温的升高、地压的加大还是地表沉陷难以控制,都是煤矿企业开采挖掘面对的技术上的难题,克服这些技术难题,就要加大资金的投入,吸引国内外高科技人才,建立专门的科研项目,为突破技术上的难题提供必要物质基础。从上面的分析中可以看出,煤矿开采需要攻克的技术难题有灾害形成机理、矿压基础等。
  2.2 深入研究工程动力学
  随着矿井深度的增加,井下受力情况变得异常复杂。整个矿井内部受到上层岩石、煤柱、下伏岩层的多重外力作用,随着开采的进一步推进,其原有的受力平衡又会被打破,为了避免出现矿井灾难,就要维系受力平衡体系的建立,这就需要对矿井深入挖掘所产生的受力变化进行研究,寻找出岩体动力转移规律,这样才有效的解决地表沉陷与控制技术难题。
  2.3 对矿压控制技术进行研究
  矿压的增大对煤矿安全生产带来了巨大的安全隐患,不解决好矿压问题,安全生产就得不到保障。随着煤矿挖掘深度的增大,矿压就会增加,为了应对矿压的增加,就要对巷道工程质量进一步加强,对于井下巷道周围岩层的变形规律要有深入准确的了解,根据其压力变化情况,合理的建设与维护巷道,使巷道的承压能力具有科学依据,要有数据分析与理论为支撑。
  2.4 对灾害机理进行研究
  在煤矿开采过程中,容易发生一些灾害,例如瓦斯爆炸,渗水灾害等。有效的预防这些灾害的发生,就要对灾害发生机理进行深入的研究。对于开采深度的增加过程中,深部岩体的基本特性是否会发生变化,其组织结构在外力的作用下是否发生了变化,这些是灾害机理的研究内容。同时,要总结其他煤矿企业发生灾害的原因,深入分析其技术方面存在的缺陷,找到技术上的突破口,为灾害的有效预防提供依据。
  2.5 优化开采程序
  由于开采的进行,对井下环境产生一系列的影响,关系到井下作业的安全生产与费用投入支出,因此,应对开采程序进行设计,优化开采程序,使开采程序呈现科学化、合理化、节约化。利用矿压的增加会对巷道产生损害,保障开采的正常进行就要对巷道进行维护,这就要将维护的巷道与开采的所使用的巷道的维护前后关系处理好,既不能耽误开采的时间,也不影响安全生产。
  煤矿技术包括很多方面,上面提到的技术上的难题主要是针对开采深度的增加而带来的,除此多外,煤矿技术中还有因为地质环境复杂而产生的难题,因为安全生产需要而带来的难题。无论是哪一个方面存在问题,都要加强其研究的投入,相信科学是第一生产力,利用科学解决这些取得一个又一个难题的突破。
  参考文献
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