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摘 要:煤矿开采行业是一种传统生产行业,在我国已经有很长的发展历史。一般来讲煤矿开采分为露天开采和井下开采两种形式。本文就主要探讨了井下采矿技术的方法及应用,希望能够为提高我国煤矿井下开采水平提供一些参考。
关键词:井下采矿;技术;方法;应用
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
我国是一个煤炭资源大国,各地都储存了大量的煤矿,为我国社会生产提供了重要的能源。由于井下采矿所面临的环境较为复杂多样,开采难度较大,因此虽然目前已经有很多较为成熟的开采技术,但仍然需要根据实际情况不断改进和完善开采技术,以保证井下开采的安全、高效。
一、井下采矿技术发展现状及采煤方法综述
1、炮采、普采和综采技术
炮采是一种应用时间较长的井下采矿技术,主要应用在单一走向长壁采煤作业面中,这种井下采煤方法一般是采用爆破的方法将煤层爆破成碎块,再将散落的煤块装车后运走,目前在运煤方面已经基本上实现了机械化运煤。另外,炮采技术在应用的过程中所使用的支护体系较为简单,一般多为单体支护体系。在单一走向长壁采煤作业面中,除了炮采技术以外,还有普采和综采两种井下开采方式。其中普采就是一般的机械化采煤技术,与炮采的工艺基本一样,不同的是普采比炮采的机械化程度更高,能够在煤块散落的同时将其装在运煤机械中,省略了装煤这一步骤,因此开采效率更高。而综采则是现如今最为先进的井下采矿技术,其机械化生产程度更高,已经实现了破、装、运、支、处全过程的机械化生产,生产效率更高,生产成本更低,是未来单一走向长壁采煤作业面中主要的技术发展方向。
2、倾斜分层采煤法
这种井下采煤技术方法主要是针对地下煤层走向较为复杂的情况而言,煤层的地质条件较为复杂,采用一般的井下采矿技术方法很难安全高效的完成采煤作业,而倾斜分层采煤方法则可以根据煤层的倾斜程度和地质状况,合理的设计采煤方案,从而取得较好的采煤作业效果。另外,在倾斜分层走向长壁采煤工作面中,除了倾斜分层采煤技术方法以外,还可以采用顶分层采煤技术方法与倾斜分层下行垮落采煤技术方法。
3、倾斜长壁采煤方法
在井下采煤过程中,如果采空区附近的地下水位较高,在煤矿开采完之后会出现地下水涌向采空区的现象,就会影响工作面的顺利开采。而采用倾斜长壁采煤方法则能够很好的避免这一问题。尤其是在同样的地质条件和采煤作业面的情况下,采用倾斜长壁采煤法要比采用倾斜分层采煤法更安全稳定、高效可靠。
4、放頂煤法
这种采煤方法一般多用在倾角较小的采煤作业面中,并且一般还要求作业面的围岩和支护体系要足够坚固。若能够满足这些条件,则采用放顶煤法进行煤矿开采,能够极大的提高采矿效率,降低采矿成本。
二、井下采矿的几种技术分析
1、井下充填技术
原先井下采矿,一般会应用干式填充技术、分级尾砂胶结技术、全尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶技术等。然而,随着时代的发展,这些井下填充技术已经不再适用。所以,如泵压输送充填采矿技术、高浓度全尾砂自流输送技术、膏体泵送充填技术等一系列新型、先进的技术应运而生。并且,由于信息技术的全面推行,在充填系统中融合现代电子技术,使充填技术慢慢向自动化过度。
2、井下深部开采技术
随着人类对矿产资源需求量的不断加大,煤矿的开采工作也逐渐向着地层深部开展,所以,在井下采矿中应用深部开采技术尤为重要。但是,目前我国在深部开采方面仍处于低级水平,无法应对深部开采的特殊性、复杂性和不确定性。所以,未来采矿发展应倾向于深部开采。
3、井下支护技术与起爆系统
在所有的井下采矿工作中,安全问题一直不可忽视。要保证井下安全工作,就要靠支护技术。目前所应用的支护技术已经相当成熟,采用新型的构造材料,安全可靠。另外,全新的支护技术和起爆系统的有机结合能够有效的避免安全生产事故的发生,进而提高企业效益,是未来采矿工作的发展趋势之一。
4、机械化生产技术
要持续不断的对不同煤层条件下的开采技术进行优化,根据情况的不同,对开采装备、工艺等进行全方位的改造,最大限度的扩大生产技术、生产装备的应用范围,使煤矿开采工作能够保持高度的机械化生产水平。例如,开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代采煤成套技术”主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,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,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。
三、先进的井下采矿技术及其发展应用
1、等离子爆破、自动操纵及遥控先进采矿技术及其应用
等离子爆破技术就是将无杂散电流、无干扰的爆破硬岩方法应用于冶金矿山资源开采过程中,在连续采矿机上运用凿岩-爆破-装载集于一体的技术, 能够从根本上改变矿物开采方式。在实际应用过程中,要保证其经济性,这样才能发挥先进采矿技术在提高经济效益方面的作用。
自动操纵技术,为了提高冶金矿山开采作业的安全性和可靠性,很多冶金矿山企业都相继在地下矿山重型设备自动化控制程度方面加大研究力度。该研究方向和思路是地面控制装载机械产生的开端。 将该种机械设备应用于自动控制技术中,可以起到监督管理的作用,而且该技术的最大优点就是在地面控制装载机运行时,操作人员可以同时监测多台矿物装载机,不需要亲临现场,可以有效提高采矿的安全性和可靠性,减少采矿过程中存在的危险。
遥控控制技术,该技术是将地面控制装载机发出的信号传入控制室,然后将信号在相应的视频传输系统中显现出来,并将显现的信息反馈出来。 当前该技术在冶金矿山开采作业中得到广泛应用,而且由该技术延伸出来的其他遥控装置在采矿作业中的应用也越来越频繁,时常可以见到。
2、瑞典冶金矿山采矿技术及其应用
瑞典对于冶金采矿技术方面的研究尤为重视,注重采矿效率的提升。 随着自动化技术在冶金矿山开采作业中的应用越来越普及,其不仅提高了冶金矿山开采作业的生产效率,而且也减少了作业人员的工作量。例如,采用自动钻机进行岩层开凿,作业人员开孔后就能够让钻机自动深入到设定的深度,整个操作流程都是自动化状态。另外,分阶段崩落法、空场法等规模较大的采矿方式均得到广泛应用,对深孔钻岩设备的发展起到了良好的推广作用。
3、生物采矿技术及其应用
生物采矿技术是由澳大利亚生物工业科学研究部门研发出来的,在冶金采矿中的应用主要是利用微生物,将金、银、铜等从矿产资源中提取出来。 生物采矿技术在一些行业领域中已经取得一定的成果,而生物技术在冶金矿山开采作业和冶金工艺中的应用也是冶金矿山采矿技术的一次革新。
当前,生物技术已经在提取金、铜过程中得到应用,为生物领域在采矿技术方面的研究与应用奠定了良好的基础。生物领域的采矿技术是将适合的微生物放入地下,利用这些微生物进行矿产资源的开采,该种技术方法具有成本低、环境污染小及应用广泛等优点,其应用效果与我国现代化建设发展的要求相适应。 生物采矿技术需要寿命长的微生物,因为寿命长的微生物具有极强的适应能力和生命力,可适应高温、高压及高盐度等恶劣的自然环境,而且还可以通过硫磺或相关化合物来维持生命。
结束语
总之,煤矿作为一种不可再生资源和社会重要能源,具有其他能源不可比拟的重要地位,我们在对煤矿进行开采的过程中,一定要不断的提高煤矿开采技术,以降低煤矿开采成本,降低煤矿浪费程度,最大程度的提高煤矿的生产效率。而要实现这一点,就必须要不断的改进井下开采技术,提高井下采矿的技术水平,使其能够在最短的时间内、最少的成本下、最安全的环境中开采出最多的煤。
参考文献
[1]胡熙文.浅谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].城市建设理论研究,2013(05):45-46.
[2]侯秋峰.浅谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2013(18):98-99.
[3]黄超.浅谈采矿工艺技术在采矿作业中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(17):69-71.
本文所有参考资料全部来源于中国知网及龙源期刊网。
关键词:井下采矿;技术;方法;应用
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
我国是一个煤炭资源大国,各地都储存了大量的煤矿,为我国社会生产提供了重要的能源。由于井下采矿所面临的环境较为复杂多样,开采难度较大,因此虽然目前已经有很多较为成熟的开采技术,但仍然需要根据实际情况不断改进和完善开采技术,以保证井下开采的安全、高效。
一、井下采矿技术发展现状及采煤方法综述
1、炮采、普采和综采技术
炮采是一种应用时间较长的井下采矿技术,主要应用在单一走向长壁采煤作业面中,这种井下采煤方法一般是采用爆破的方法将煤层爆破成碎块,再将散落的煤块装车后运走,目前在运煤方面已经基本上实现了机械化运煤。另外,炮采技术在应用的过程中所使用的支护体系较为简单,一般多为单体支护体系。在单一走向长壁采煤作业面中,除了炮采技术以外,还有普采和综采两种井下开采方式。其中普采就是一般的机械化采煤技术,与炮采的工艺基本一样,不同的是普采比炮采的机械化程度更高,能够在煤块散落的同时将其装在运煤机械中,省略了装煤这一步骤,因此开采效率更高。而综采则是现如今最为先进的井下采矿技术,其机械化生产程度更高,已经实现了破、装、运、支、处全过程的机械化生产,生产效率更高,生产成本更低,是未来单一走向长壁采煤作业面中主要的技术发展方向。
2、倾斜分层采煤法
这种井下采煤技术方法主要是针对地下煤层走向较为复杂的情况而言,煤层的地质条件较为复杂,采用一般的井下采矿技术方法很难安全高效的完成采煤作业,而倾斜分层采煤方法则可以根据煤层的倾斜程度和地质状况,合理的设计采煤方案,从而取得较好的采煤作业效果。另外,在倾斜分层走向长壁采煤工作面中,除了倾斜分层采煤技术方法以外,还可以采用顶分层采煤技术方法与倾斜分层下行垮落采煤技术方法。
3、倾斜长壁采煤方法
在井下采煤过程中,如果采空区附近的地下水位较高,在煤矿开采完之后会出现地下水涌向采空区的现象,就会影响工作面的顺利开采。而采用倾斜长壁采煤方法则能够很好的避免这一问题。尤其是在同样的地质条件和采煤作业面的情况下,采用倾斜长壁采煤法要比采用倾斜分层采煤法更安全稳定、高效可靠。
4、放頂煤法
这种采煤方法一般多用在倾角较小的采煤作业面中,并且一般还要求作业面的围岩和支护体系要足够坚固。若能够满足这些条件,则采用放顶煤法进行煤矿开采,能够极大的提高采矿效率,降低采矿成本。
二、井下采矿的几种技术分析
1、井下充填技术
原先井下采矿,一般会应用干式填充技术、分级尾砂胶结技术、全尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶技术等。然而,随着时代的发展,这些井下填充技术已经不再适用。所以,如泵压输送充填采矿技术、高浓度全尾砂自流输送技术、膏体泵送充填技术等一系列新型、先进的技术应运而生。并且,由于信息技术的全面推行,在充填系统中融合现代电子技术,使充填技术慢慢向自动化过度。
2、井下深部开采技术
随着人类对矿产资源需求量的不断加大,煤矿的开采工作也逐渐向着地层深部开展,所以,在井下采矿中应用深部开采技术尤为重要。但是,目前我国在深部开采方面仍处于低级水平,无法应对深部开采的特殊性、复杂性和不确定性。所以,未来采矿发展应倾向于深部开采。
3、井下支护技术与起爆系统
在所有的井下采矿工作中,安全问题一直不可忽视。要保证井下安全工作,就要靠支护技术。目前所应用的支护技术已经相当成熟,采用新型的构造材料,安全可靠。另外,全新的支护技术和起爆系统的有机结合能够有效的避免安全生产事故的发生,进而提高企业效益,是未来采矿工作的发展趋势之一。
4、机械化生产技术
要持续不断的对不同煤层条件下的开采技术进行优化,根据情况的不同,对开采装备、工艺等进行全方位的改造,最大限度的扩大生产技术、生产装备的应用范围,使煤矿开采工作能够保持高度的机械化生产水平。例如,开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代采煤成套技术”主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,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,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。
三、先进的井下采矿技术及其发展应用
1、等离子爆破、自动操纵及遥控先进采矿技术及其应用
等离子爆破技术就是将无杂散电流、无干扰的爆破硬岩方法应用于冶金矿山资源开采过程中,在连续采矿机上运用凿岩-爆破-装载集于一体的技术, 能够从根本上改变矿物开采方式。在实际应用过程中,要保证其经济性,这样才能发挥先进采矿技术在提高经济效益方面的作用。
自动操纵技术,为了提高冶金矿山开采作业的安全性和可靠性,很多冶金矿山企业都相继在地下矿山重型设备自动化控制程度方面加大研究力度。该研究方向和思路是地面控制装载机械产生的开端。 将该种机械设备应用于自动控制技术中,可以起到监督管理的作用,而且该技术的最大优点就是在地面控制装载机运行时,操作人员可以同时监测多台矿物装载机,不需要亲临现场,可以有效提高采矿的安全性和可靠性,减少采矿过程中存在的危险。
遥控控制技术,该技术是将地面控制装载机发出的信号传入控制室,然后将信号在相应的视频传输系统中显现出来,并将显现的信息反馈出来。 当前该技术在冶金矿山开采作业中得到广泛应用,而且由该技术延伸出来的其他遥控装置在采矿作业中的应用也越来越频繁,时常可以见到。
2、瑞典冶金矿山采矿技术及其应用
瑞典对于冶金采矿技术方面的研究尤为重视,注重采矿效率的提升。 随着自动化技术在冶金矿山开采作业中的应用越来越普及,其不仅提高了冶金矿山开采作业的生产效率,而且也减少了作业人员的工作量。例如,采用自动钻机进行岩层开凿,作业人员开孔后就能够让钻机自动深入到设定的深度,整个操作流程都是自动化状态。另外,分阶段崩落法、空场法等规模较大的采矿方式均得到广泛应用,对深孔钻岩设备的发展起到了良好的推广作用。
3、生物采矿技术及其应用
生物采矿技术是由澳大利亚生物工业科学研究部门研发出来的,在冶金采矿中的应用主要是利用微生物,将金、银、铜等从矿产资源中提取出来。 生物采矿技术在一些行业领域中已经取得一定的成果,而生物技术在冶金矿山开采作业和冶金工艺中的应用也是冶金矿山采矿技术的一次革新。
当前,生物技术已经在提取金、铜过程中得到应用,为生物领域在采矿技术方面的研究与应用奠定了良好的基础。生物领域的采矿技术是将适合的微生物放入地下,利用这些微生物进行矿产资源的开采,该种技术方法具有成本低、环境污染小及应用广泛等优点,其应用效果与我国现代化建设发展的要求相适应。 生物采矿技术需要寿命长的微生物,因为寿命长的微生物具有极强的适应能力和生命力,可适应高温、高压及高盐度等恶劣的自然环境,而且还可以通过硫磺或相关化合物来维持生命。
结束语
总之,煤矿作为一种不可再生资源和社会重要能源,具有其他能源不可比拟的重要地位,我们在对煤矿进行开采的过程中,一定要不断的提高煤矿开采技术,以降低煤矿开采成本,降低煤矿浪费程度,最大程度的提高煤矿的生产效率。而要实现这一点,就必须要不断的改进井下开采技术,提高井下采矿的技术水平,使其能够在最短的时间内、最少的成本下、最安全的环境中开采出最多的煤。
参考文献
[1]胡熙文.浅谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].城市建设理论研究,2013(05):45-46.
[2]侯秋峰.浅谈井下采矿技术及井下采矿的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2013(18):98-99.
[3]黄超.浅谈采矿工艺技术在采矿作业中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(17):69-71.
本文所有参考资料全部来源于中国知网及龙源期刊网。