浅谈煤矿采矿技术的应用

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  [摘要]:煤矿井下作业环境具有高度危险性,易导致重大恶性事故的发生。其中造成重大事故发生的原因之一,就有技术管理方面的原因。有相当一部分是由于技术管理不到位或出现管理漏洞而造成的,为此,有必要强调煤矿技术管理的重要性,以及夯实煤矿技术管理的基础,就显得尤为必要。本文以煤矿采矿为主题,围绕煤矿采矿技术、采矿技术管理等方面,分析了目前小型煤矿的采矿技术的应用以及煤矿采矿过程中采矿技术如何管理才可以避免出现采矿事故的发生。
  [关健词]:煤矿采矿技术采矿技术管理
  中图分类号:TF087 文献标识码:TF 文章编号:1009-914X(2012)35- 0524-01
  煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间,通常包括巷道、井峒和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料,是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物,在适宜的地质环境中,逐渐堆积成厚层,并埋没在水底或泥沙中,经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中,以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多,是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46~97%,呈褐色至黑色,具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同,煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
  煤炭在社会生活中的应用面极为广泛。随着建筑材料的日益精细,耐磨性和抗压性都在增加,以煤为原材料的燃料成本也在有规律地提高,这就要求在施工进行过程中,对煤矿的原始性保护及二次使用需要更多注意,以提高保护技术。因此有必要采用注浆技术来减少煤矿在防止涌水情况出现后所造成的不必要的损失。
  一、采矿技术在煤矿中的重要性
  在当今科技经济发展的新形势和地方煤矿发展的需求下,小煤矿开采技术的改革必须面向经济建设主战场,立足于煤炭开采技术的前沿,立足于中国煤炭发展战略所必要的技术储备,立足于煤炭工业工程实际问题的解决,重点从事中长期研究开发和技术储备,跟踪产业科技前沿,以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,占领技术制高点,才能得以生存和发展,因此采矿新技术在小煤矿中的应用将越来越广泛,越来越显现其重要性。
  二、煤矿开采适用的采矿技术
  目前在很多的地区,地质构造复杂煤层赋存变化大,而且有很多为急倾斜煤层和薄煤层,给煤矿的开采带来困难,为此,不断的开发新的采矿技术是尤为重要的。在一些小的煤矿中,单一长壁采煤方法已日渐成熟,目前需要着重发展的是:放顶煤采煤技术、急倾斜煤层采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法和小阶段爆破落煤等采煤的方法。
  1、炮采放顶煤采煤技术
  (1)滑移支架放顶煤采煤法:滑移顶梁由顶梁和支柱两个部分组成,前梁和后梁通过顶梁和前梁弹簧钢或导向槽连接,支架的支柱为液压单体柱,数量2-5个不等。与顶梁之间通过销轴连接。此外,前梁前端可安装的探梁或挑梁,后梁尾端可安装尾梁。滑移顶梁支架比较安全可靠,可自移,质量轻,结构简单,便于拆卸安装,成本低,适应性强等。在中小性煤矿中得到广泛的推广运用。采用这种采煤方法开采的煤层厚度为5m以上,主要为倾斜和急倾斜煤层。工作面长度一般为60-80m,最长达105m,采高通常为5-10m,工作面循环进度0.8m。滑移支架开采存在的主要问题:工作面支架初撑力和工作阻力偏低和稳定性较差。(2)二型钢梁放顶煤开采:二型钢梁放顶煤上作面支护采用二型钢梁、单体液压支柱对棚架设,工作面采用放炮落,人工破网放煤,采放分别进行。在煤层赋存条件变化较大或技术水平较低的地区、乡镇煤矿使用较好。采用单体液压支柱配二型俐梁对棚支护,每对棚5根支柱,主粱为一梁三柱。副梁为一梁二柱。主副梁间距150mm,对棚间以为600mm。最大控顶距3.4m,最小控顶距2.4m。采用放炮落煤、一般布置双排眼。放完炮后及时移主梁。打临时支柱。做到及时支护,爆破后人上装煤。工作面输送机采用可弯曲刮板箱送机和带式输送机。采用全部培落达处理采空区,随着移副梁放顶煤,顶板逐渐自然下沉,垮落,以完成放顶工作。放顶煤采用分段、多轮作业方式,放煤口布置在刮板输送机斜上方0.3m-0.5m左右。以人工堵口控制放顶煤量。采取间隔多次将顶煤充分放出,放煤后要及时调整歪斜棚梁,保证支柱有力,顶帮牢固。见歼堵口必要时打支柱以加固挡歼。
  2、伪倾斜柔性掩护支架采煤法
  伪倾斜柔性掩护支架采煤法将工作面倾角变缓,工作面较长,从面具有缓斜、倾斜煤层走向长壁采煤法巷道布置和生产系统简单、掘进率低的一系列的特点,此采煤法利用掩护支架把工作空间与采空区隔开,大大简化了复杂顶板管理工作,为安全生产创造了良好的条件,工作面煤炭自溜,减轻劳动强度。伪倾斜柔性掩护支架采煤法一般适用于开采倾角大于印。
  厚度2-6m煤层,理藏稳定,煤层厚度变化不大的煤层。此采煤法工作面区段高度取决于煤层倾角大小,沿倾斜变化情况以及采煤技术条件,一般30m左右,煤层赋存条件好,构造简单时,可加大到40m-60m。回采过程中,回风巷中不断接长支架,进风巷不断拆架。当工作面推至采区上山附近时,布置收作眼,逐步将支架下放成水平位置,然后全部回收。掩护支架的结构:钢梁长为3.0-3.2m,钢梁的规格应根据支架的宽度选用,钢理绳可用直径20-30mm的旧钢绳,钢绳长为20-30m左右。钢绳数根据支架的宽度确定,宽度在3m以下的选用2-3根,3m以上时,可采用5-6根。钢梁上辅设2-3层竹笆。
  3、小阶段爆破落煤采煤法
  小阶段爆破落煤采煤法是将区段内煤体分成多个小区段进行开采的“三无”,(无人员、无设备、无支护)工作面开采的采煤方法。小阶段爆破落煤采煤法一般适用于开采倾角大于400,厚度3.5-7.5m煤层,顶底板不易滑落的不规则的煤层,低瓦斯矿井。其特点:安全性好,回采工艺简单,工效高,但回采率低,通风系统复杂,风流分配困难。落煤方式:采用煤电钻在小平巷内打眼爆破,每区段内的炮眼一次打眼一次起爆。顶板管理:沿回采工作面推进方向每30留5m切顶煤柱,运输平巷和回风平巷内20m超前支护。
  4、刨煤机采煤方法
  刨煤机开采技术是首次成功进行中等及薄煤层开采的技术,大大提高了煤炭生产效率。刨煤机的切割速度可达到3m/s,切割功率超过2x400kW。根据煤的硬度,每刀截深可达到250mm。目前,工作面输送机和刨煤机均采用了智能驱动系统,加上可靠的支架控制系统,这一切都有利于实现工作面采煤的全部自动化。刨煤机开采系统非常简单。刨煤机机体由一根无极绳牵引,从工作面端头开始沿导轨滑行割煤。导轨焊接在可弯曲恺装工作面输送机上。与滚筒采煤机不同的是,刨煤机是根据可弯曲恺装输送机的平面“找平”的,不需要专人在工作面负责此项工作。可弯曲恺装输送机的推进过程由电动控制装置控制,另外,支架前移过程也实现了自动控制、安全可靠。这一切实现了整个开采系统的全部自动化。刨煤机(即基板式刨煤机)是用于特薄煤层开采的,最小开采厚度可达到0.6m,靠近采空区一侧的刨煤机导轨及其附件被焊接在PF4工作面输送机上,可实现更高的稳定性,便于维修和操作。上部导轨允许快速进人上部和下部刨链,而加固的底部导轨是由优质结构钥制成的。为了防止减产、粉尘生成和部件的磨损,安装有效的刨煤机水平控制系统以适应各种起伏的煤层变化。
  三、采矿技术实施过程的安全管理
  众所周知,加强技术创新,加快技术进步,是新形势下实施科教兴煤战略的重要内容,是改善煤炭行业面貌的系统工程。加强煤矿技术管理是实现煤矿安全生产的基础。煤矿技术管理具有前瞻性、规划性、指导性及基础性的特点。但是煤矿井下作业的环境具有高度危险性,很容易导致重大恶性事故的发生。其中造成重大事故发生的原因之一,就有技术管理方面的原因。有相当一部分是由于技术管理不到位或出现管理漏洞而造成的,所以,一定要對采矿技术实施过程的每个环节谨慎监督管理,最大限度的避免事故的发生。
  四、结语
  对于任何一个煤矿企业来说,不论是技术实施还是安全管理,都是同等重要的,所以在实施科技兴煤战略的新形势下,煤矿安全管理体制和采矿技术发展需要不断的完善、改进,如果要实现煤矿安全生产、稳定煤矿安全生产的良好局面,必须大力加强煤矿技术管理工作,只有这样,才能促进煤矿安全生产的健康发展。
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