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[摘 要]在当今科技经济发展的新形势和地方煤矿发展的需求下,传统的采煤方法难以满足新时期背景下煤炭企业可持续发展的需要,为确保整个开采过程中的安全性和高效性,最大限度的回收资源,提高矿井的经济效益,就必须探讨新的采煤方法和采煤技术。文章首先介绍了煤炭采煤方法的设计原则,重点论述煤炭开采方法和采煤技术的研究,实现煤矿事业的可持续发展。
[关键词]煤矿 采煤方法 开采方法 技术研究
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0041-01
前言:随着我国国民经济的不断发展。煤炭资源在促进我国国民经济发展中的重要作用正在不断的体现出来,然而煤矿开采技术的进步和完善却始终是采矿学科发展的主题。在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。
良好的煤矿采煤方法与技术是煤矿企业实现既高产又高效的关键,能够给煤矿企业带来良好的经济效益和社会效益。
一、煤炭采煤方法的设计原则
煤炭采煤方法的设计原则主要表现在以下几个方面:
一是始终结合采动影响的特点和采动影响的程度进行设计,而地表的移动和变形作为采动影响的特点,因而在进行煤层下的采煤方法设计时,就必须充分考虑采动影响的特点和采动影响的程度。二是资源回收率。资源回收率是选择采煤方法的主要设计原则。始终以提高资源回收率为目标,针对性的确定相应的开采技术,同时达到减少有害采动影响的目的。三是充分考虑采煤的安全性、环保性和经济性,并结合煤层实际,尽可能地设计科学合理的设计方案,尤其应坚持人性化的原则,确保开采人员的生命安全。
二、煤炭开采方法
在煤矿开采生产中,采煤方法可以分为走向长壁采煤法与倾斜长壁采煤法两种二这两种采煤方法的最大区别在于上、下副巷的布置方向不同。另外还有一种就是放顶煤采煤法。
1、倾斜长壁采煤法
倾斜长壁采煤法有一个突出优点是,在矿井地质条件允许的条件下,矿井不必布置采区的上山或下山巷道,这样既可以降低前期建矿的成本,又可以缩短前期的建设工期,使矿井可以更早的进行投产。从整个采煤工艺的角度对倾斜长壁采煤法进行分析,倾斜长壁采煤法具有很多特点。l)倾斜长壁采煤法对煤矿排水十分有利。仰斜开采时,巷道内的地下水可以沿着巷道自动流到采空区内,不会在工作面内形成积水,这样也有利于改善工作面上的工作环境。2)倾斜长壁采煤法有利于巷道支护。仰斜开采时,在仰斜采煤工作面上,由于受煤层倾角的影响,巷道顶板的岩层将会向采空区的方向产生分力,在这个分力的作用下,巷道顶板的岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层产生拉力作用,对顶板支护工作十分的有利。
另外,对于倾斜和斜交断层较多的复杂地质区域,在可以大致将其划分成较为规则的分带的条件下,也可以采用倾斜长壁采煤法来进行开采。
2、走向长壁采煤法
走向长壁采煤法是煤炭开采中常见的采煤方法,按其对机械化应用的程度划分,可以将走向长壁采煤法分为爆破采煤法、普通机械化采煤法和综合机械化采煤法三种。
1)爆破采煤法
爆破采煤法就是我们日常提到的炮采法,是一种较为传统的开采方法。在我国煤炭行业投产之初采用的多为这种方法,现在这种方法在一些情况下也会被使用。爆破采煤法的工艺流程包括打眼、放炮、人工装煤、人工或机械运煤,具有爆破放煤、人工装煤、人工或机械运煤的特点。现在进行爆破采煤时,爆破工作面的工作环境有了很大的改善,对于人员的安全保障方面也有了很大的进步,同时,配合使用一些现代机械设备,采煤人员的劳动强度也得到了充分的缓解。
2)普通机械化采煤法
普通机械化采煤法就是我们常说的普采法,这种方法是在爆破采煤的基础上,在放煤、装煤上应用采煤机来同时完成,提高了采煤的机械化程度,减少了采煤人员的劳动强度,不过普采法在运煤和顶板支护等工艺上仍然是运用传统的运煤和支护方法。
3)综合机械化采煤法
综合机械化采煤法即是采煤工作中常见的综采法。综采法是对整个采煤工艺的各个环节进行了全面的技术革新,是目前我国机械化程度最高、也是最为先进的一种采煤方法。这种采煤方法具有可连续化生产、高产、高效、掘进率低、生产成本少、经济效益好的优点。这种方法无论是在工作效率上,还是在生产安全、稳定上都具有很高的优越性,使我国的采煤工艺实现了在破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等主要环节上的机械化和自动化。
3、放顶煤采煤法
放顶煤采煤法是在厚煤层中,沿煤层底部布置一采高2~3m的长壁工作面,采用常规的方法进行回采,并利用矿山压力的作用协助人工松动方法, 使支架上方顶煤破碎后由支架后方放出。放頂煤采煤法具有降低成本和提高效率等优点。它主要适用于厚度在6m以上的煤层,若顶煤厚度过小则易发生超前冒顶。
三、煤矿采煤技术研究分析
我国煤炭开采条件和技术水平与国外矿井开采具有一定的距离,我们可以吸收国外的优秀开采成果,借鉴国外的高效集约化开采经验,不断革新我国煤矿采煤技术,从而实现我国矿井的安全高产高效以及经济效益和社会效益的有机统一。
1、全面推进“三高”采煤工作面建设
煤矿高效集约化开采的前提条件就是实现采煤工作面高产高效。根据我国的煤炭开采条件和开采技术状况,要实现采煤“三高”的工作面,即“高产、高效、高安全”开采工作面,可一方面投入大功率、高可靠性采煤设备,提高生产能力;另一方面采用综采工艺,全面实现机械化开采。
2、全面推进“三化”开采装备建设
先进的开采装备是实现煤矿高效集约化开采的基础。要重视开采装备“三化”建设,即自动化、机械化、电气化。自动化、机械化、电气化融于一体,借助机电一体化技术、计算机自动控制的信息技术、先进的制造技术的应用可有益于开采装备达到高效率和高可靠性。
3、研发及应用减少矸石排放的开采技术
现有的采煤技术已经很难适用当前煤炭开采的现状,需要创新才能实现煤矿采煤的效益最大化。因此,有必要研究开发关于煤矿地质条件开采巷道布置与工艺技术评价体系的“专家系统”,从而保证采煤方法、开采布置等互相适应、互相协调。这个“专家系统”可实行全煤巷布置单一煤层开采,矸石不需要运出地面,从而简化了生产系统,实现了中采与中掘同步发展。显然,这样既可大幅提高煤炭开采的效率,又能节省工人工作的时间。
4、研发及应用“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效”的现代采煤系列技术
埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术以及主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术对整个煤炭采掘业来说具有重要的作用,既可以直接让顶能随采随冒,提高了顶煤的回收率,实现经济利益的提高,又可以保证顶能在一定间距内垮塌,保障作业环境的安全和工作人员的生命安全。
5、走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展之路
实践表明,我国煤矿的发展与振兴之路是要坚定不移地走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”之路。中小煤矿在我国的煤矿企业中所占的份额不少,所面临的困境也比较多,更要依靠现代科学技术,坚持走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展和振兴之路,才能提高市场竞争力。
四、结语
采煤方法与技术是煤炭采掘业发展的核心。煤矿企业应与时俱进、因地制宜,必须根据煤矿的实际情况,综合考虑煤矿资源储量、开采环境、地质条件、技术水平的条件,选择最合适本煤矿的开采方法和开采技术。同时煤矿企业还应该加强对采煤技术的研究,不断推进现代化采煤技术的发展,提高采煤效率,最大限度的提高我国煤炭行业的生产效益。
[关键词]煤矿 采煤方法 开采方法 技术研究
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0041-01
前言:随着我国国民经济的不断发展。煤炭资源在促进我国国民经济发展中的重要作用正在不断的体现出来,然而煤矿开采技术的进步和完善却始终是采矿学科发展的主题。在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。
良好的煤矿采煤方法与技术是煤矿企业实现既高产又高效的关键,能够给煤矿企业带来良好的经济效益和社会效益。
一、煤炭采煤方法的设计原则
煤炭采煤方法的设计原则主要表现在以下几个方面:
一是始终结合采动影响的特点和采动影响的程度进行设计,而地表的移动和变形作为采动影响的特点,因而在进行煤层下的采煤方法设计时,就必须充分考虑采动影响的特点和采动影响的程度。二是资源回收率。资源回收率是选择采煤方法的主要设计原则。始终以提高资源回收率为目标,针对性的确定相应的开采技术,同时达到减少有害采动影响的目的。三是充分考虑采煤的安全性、环保性和经济性,并结合煤层实际,尽可能地设计科学合理的设计方案,尤其应坚持人性化的原则,确保开采人员的生命安全。
二、煤炭开采方法
在煤矿开采生产中,采煤方法可以分为走向长壁采煤法与倾斜长壁采煤法两种二这两种采煤方法的最大区别在于上、下副巷的布置方向不同。另外还有一种就是放顶煤采煤法。
1、倾斜长壁采煤法
倾斜长壁采煤法有一个突出优点是,在矿井地质条件允许的条件下,矿井不必布置采区的上山或下山巷道,这样既可以降低前期建矿的成本,又可以缩短前期的建设工期,使矿井可以更早的进行投产。从整个采煤工艺的角度对倾斜长壁采煤法进行分析,倾斜长壁采煤法具有很多特点。l)倾斜长壁采煤法对煤矿排水十分有利。仰斜开采时,巷道内的地下水可以沿着巷道自动流到采空区内,不会在工作面内形成积水,这样也有利于改善工作面上的工作环境。2)倾斜长壁采煤法有利于巷道支护。仰斜开采时,在仰斜采煤工作面上,由于受煤层倾角的影响,巷道顶板的岩层将会向采空区的方向产生分力,在这个分力的作用下,巷道顶板的岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层产生拉力作用,对顶板支护工作十分的有利。
另外,对于倾斜和斜交断层较多的复杂地质区域,在可以大致将其划分成较为规则的分带的条件下,也可以采用倾斜长壁采煤法来进行开采。
2、走向长壁采煤法
走向长壁采煤法是煤炭开采中常见的采煤方法,按其对机械化应用的程度划分,可以将走向长壁采煤法分为爆破采煤法、普通机械化采煤法和综合机械化采煤法三种。
1)爆破采煤法
爆破采煤法就是我们日常提到的炮采法,是一种较为传统的开采方法。在我国煤炭行业投产之初采用的多为这种方法,现在这种方法在一些情况下也会被使用。爆破采煤法的工艺流程包括打眼、放炮、人工装煤、人工或机械运煤,具有爆破放煤、人工装煤、人工或机械运煤的特点。现在进行爆破采煤时,爆破工作面的工作环境有了很大的改善,对于人员的安全保障方面也有了很大的进步,同时,配合使用一些现代机械设备,采煤人员的劳动强度也得到了充分的缓解。
2)普通机械化采煤法
普通机械化采煤法就是我们常说的普采法,这种方法是在爆破采煤的基础上,在放煤、装煤上应用采煤机来同时完成,提高了采煤的机械化程度,减少了采煤人员的劳动强度,不过普采法在运煤和顶板支护等工艺上仍然是运用传统的运煤和支护方法。
3)综合机械化采煤法
综合机械化采煤法即是采煤工作中常见的综采法。综采法是对整个采煤工艺的各个环节进行了全面的技术革新,是目前我国机械化程度最高、也是最为先进的一种采煤方法。这种采煤方法具有可连续化生产、高产、高效、掘进率低、生产成本少、经济效益好的优点。这种方法无论是在工作效率上,还是在生产安全、稳定上都具有很高的优越性,使我国的采煤工艺实现了在破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等主要环节上的机械化和自动化。
3、放顶煤采煤法
放顶煤采煤法是在厚煤层中,沿煤层底部布置一采高2~3m的长壁工作面,采用常规的方法进行回采,并利用矿山压力的作用协助人工松动方法, 使支架上方顶煤破碎后由支架后方放出。放頂煤采煤法具有降低成本和提高效率等优点。它主要适用于厚度在6m以上的煤层,若顶煤厚度过小则易发生超前冒顶。
三、煤矿采煤技术研究分析
我国煤炭开采条件和技术水平与国外矿井开采具有一定的距离,我们可以吸收国外的优秀开采成果,借鉴国外的高效集约化开采经验,不断革新我国煤矿采煤技术,从而实现我国矿井的安全高产高效以及经济效益和社会效益的有机统一。
1、全面推进“三高”采煤工作面建设
煤矿高效集约化开采的前提条件就是实现采煤工作面高产高效。根据我国的煤炭开采条件和开采技术状况,要实现采煤“三高”的工作面,即“高产、高效、高安全”开采工作面,可一方面投入大功率、高可靠性采煤设备,提高生产能力;另一方面采用综采工艺,全面实现机械化开采。
2、全面推进“三化”开采装备建设
先进的开采装备是实现煤矿高效集约化开采的基础。要重视开采装备“三化”建设,即自动化、机械化、电气化。自动化、机械化、电气化融于一体,借助机电一体化技术、计算机自动控制的信息技术、先进的制造技术的应用可有益于开采装备达到高效率和高可靠性。
3、研发及应用减少矸石排放的开采技术
现有的采煤技术已经很难适用当前煤炭开采的现状,需要创新才能实现煤矿采煤的效益最大化。因此,有必要研究开发关于煤矿地质条件开采巷道布置与工艺技术评价体系的“专家系统”,从而保证采煤方法、开采布置等互相适应、互相协调。这个“专家系统”可实行全煤巷布置单一煤层开采,矸石不需要运出地面,从而简化了生产系统,实现了中采与中掘同步发展。显然,这样既可大幅提高煤炭开采的效率,又能节省工人工作的时间。
4、研发及应用“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效”的现代采煤系列技术
埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术以及主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术对整个煤炭采掘业来说具有重要的作用,既可以直接让顶能随采随冒,提高了顶煤的回收率,实现经济利益的提高,又可以保证顶能在一定间距内垮塌,保障作业环境的安全和工作人员的生命安全。
5、走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展之路
实践表明,我国煤矿的发展与振兴之路是要坚定不移地走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”之路。中小煤矿在我国的煤矿企业中所占的份额不少,所面临的困境也比较多,更要依靠现代科学技术,坚持走“大型化”、“集中化”、“系统化”、“自动化”发展和振兴之路,才能提高市场竞争力。
四、结语
采煤方法与技术是煤炭采掘业发展的核心。煤矿企业应与时俱进、因地制宜,必须根据煤矿的实际情况,综合考虑煤矿资源储量、开采环境、地质条件、技术水平的条件,选择最合适本煤矿的开采方法和开采技术。同时煤矿企业还应该加强对采煤技术的研究,不断推进现代化采煤技术的发展,提高采煤效率,最大限度的提高我国煤炭行业的生产效益。