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摘要:该论文从我国露天煤矿复合煤层选采的需要出发,运用露天采矿学基本原理的方法,通过调查研究、理论分析等方式对国内外的复合煤层开采现状、我国煤炭的主要研究内容、我国煤矿的分布特点、复合煤矿的开采原则、复合煤层选采种类之间的异同以及如何提升我活的煤炭质量进行了研究,对我国复合煤层选采方法具有很大的指导意义。
关键词:复合煤层 选采方法
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-017-01
前言:随着我国社会经济的发展,对煤炭需求量日益增加,虽然我国露天煤矿的总产量也呈现逐年递增的趋势,但总体来说,供不应求,为了解决这种现状,需要我们大家做进一步的努力来提高开采效率,节约成本。
1.国内外的复合煤层开采现状
1.1国外的复合煤层研究现状
露天矿选采技术是伴随着露天矿的实际问题的出现而不断进步和发展的。国外对于露天矿选采的研究较早,有了一定的研究成果,但其研究方向主要在控制设备的选采精度上,对于选采方法,开采参数等选采效果的影响涉及较少。
1.2国内的复合煤层研究现状
我国学者对于露天煤矿选采的研究起步虽然比较早,但受上世纪煤炭价格偏低及国内煤炭开采技术水平落后的影响,对此领域的研究不够深入,主要是矿山现场经验的总结,并没有形成复合煤层选采技术的具体体系。我国上世纪建设的一些大型露天煤矿,存在着矿床赋存复杂,煤层总数多,煤层厚度小的弊端,尤其以霍林河露天矿最具代表性。如何实现煤层的有效选采是其亟待解决的问题,我国专家学者对复杂煤层选采开展了深入的研究,取得了大量的研究成果。
2对于我国煤矿的主要研究内容
2.1在不同的采掘设施条件下选采结果的影响
露天煤矿常用的开采设备有小型液压单斗挖掘机、推土机和露天采矿机,其中露天采矿机作为一种常用的新型设备,对选采结果的影响尤其重大。从采掘设备的挖掘轨迹入手,通过技术及经济对比,确定各种采掘设备的合理的开采分层厚度,分析研究不同采掘设备下的实用性及其经济性,给出不同选采设备的服务范围。
2.2不同的开采程序对煤炭质量的影响
合理的开采程序能降低煤炭的混杂程度,同时为开采创造合适的条件,提高采掘设备
的选采能力。不同的工作线推进方向及发展方式、作业台阶水平及采掘带的划分、拉沟位置对选采的效果会产生不同的影响。
3我国煤矿所具有的分布特征
(1)我国露天煤矿分布水平,大多是近水平或缓倾斜煤层,便于开采。
(2)煤层分层现象严重,主要为复合厚煤层,厚度大,夹矸层数多。
(3)表面覆盖层较厚,开采深度较大。
(4)煤质多为长焰煤或褐煤。采出的煤主要用于发电、发热。
(5)大型的露天煤矿主要位于我国北方,煤岩的硬度随着冬季温度降低会急剧增加;
(6)覆盖层中存在大量空间分布不规则的硬夹矸层。
4 我国复合煤层选采的原则
由于复合煤层的复杂程度不同,所需要的选采工艺设备便有了一定的差异,而不同的采选设备对选采产生的效果差异很大。这就要求我们在煤层开采过程中遵循一定的原则。根据以往的经验以及借鉴国外的理论基础,在应用不同类型、规格的开采设备时我们需要注意:(1)在满足矿山开采强度的前提下,尽量选用小而实用的工具;(2)液压电铲具有很强的机动性,工作机构灵活,有利于提高选采效果,应多使用(3)在清扫煤面或倾斜矿层中矿岩交触带的矿岩三角体过程中采用推土机,铲运机、反铲等设备;(4)对于不同的露天煤矿,应根据实际情况综合考虑,以取得最大的经济收益和环境效益作为首选目标。
5复合煤层选采种类之间的异同
5.1 薄煤层选采的优缺点
本文所指薄煤层是指原本不计入储量或不纳入开采计划的薄煤层的开采。这类煤层的特点表现在两个方面。一是直接开采原不纳入储量的煤层;二是通过减少煤层中的含矸率,进而降低原煤灰分、硫分和提高发热量,实现原不纳入储量的煤层的开采。
5.1.1这类煤层的优势主要体现在:
(1)可以增加露天矿储量,延长服务年限,有利于促进露天矿长期可持续发展;(2)可以进一步提高资源回采率,减少因煤炭资源损失带来的环境、社会问题;(3)将原不可采煤层回收,在露天矿推进度一定的条件下可增加原煤产量,减少剥离量,降低剥采比,因此有利于露天矿经济效益提高。
5.1.2回采这类薄煤层也存在一定的不利影响,主要表现在工作帮坡角和推进度两个方面。
帮坡角的变缓对露天矿生产的不利影响主要表现在三个方面:一是超前剥离量增大,这会使露天矿开发的前期效益降低;二是前使用土地的量度扩大,增加了土地的扰动面积,不利于环境保护,也不利于降低投资;三是工作帮坡角变缓将导致薄煤层开采台阶以上的所有剥离台阶内排运距增大,进而导致露天矿生产成本增加。采用整台阶分层开采的方法可避免薄煤层单独划分台阶导致的工作帮变缓问题,但会引起一些其他的问题:穿爆困难、选采难度大、煤炭贫化损失严重等。尤其是对于推进度较大的露天矿,分层追踪开采会影响到台阶开采效率,进而影响到产量规模的实现。
5.2 厚夹矸层的选采方式
同薄煤层的选采相比较而言,厚夹矸层的选采也可以分为分台阶开采和整台阶追踪开采两种方式,但是厚夹矸层的选采效益没有薄煤层来的那么快。在露天煤矿的生产过程中,对于厚度较大的夹矸层,应对选采前后的综合成本进行比较,成本低的才是最佳的。
5.3 日渐成熟的薄夹矸层选采技术
薄夹矸层是指厚度小于选采厚度的夹矸层。以前由于技术、经济落后,使得这类开采被人们忽略。但是随着时间的推移,人们逐渐意识到薄夹矸层的优势。一方面,随着采矿技术的发展,使得薄夹矸层选采变得技术可行。另一方面,随着经济技术的发展,薄夹矸层的开采变得日趋合理。
6如何提升我国煤炭质量
6.1减少矿石的损失
影响我国矿石损失的因素有很多,如何减少损失已成为大众关注的焦点之一,对此,经过研究和调查我们总结出以下几条方法(1)对不同等级的矿石和矿体边界进行划分,并以此作为采掘的依据。(2)对矿石的储量进行监督,适时的进行宏观调控。(3)严密计划,在满足矿石品位的前提下,对采矿量进行调整,以能最大限度的利用矿产资源。(4)加强日常生产的组织调度,利用政府的职权对矿石品位进行调节。只有在科学规划,有效管理的前提下,才可以最大限度的提高煤质,增加经济效益。
6.2矿石质量均和
当不同的煤矿的煤质品级不统一,而不同的用户对煤质又有差异的时候需要对煤质进行不同程度的均和以达到满度要求的目的。而在这样的过程中又会不可避免的浪费掉不少资源,这就需要在开采过程中进行搭配配矿,使煤炭既达到用户质量要求,又能最大限度的减少损失。按均和地点的不同可分为两种场内均和和场外均和
6.2.1场内均和
场内均和主要是在采场内进行均和混匀。考虑到开采计划和开采程序,根据不同的样本进行合理的搭配。在日常生产中,场内均和措施主要分为两种:①按计划分配工具。在不同矿石品级的采掘工作面,对所配备的各个种类的挖掘机,按规定的计划提出采装矿石量的严格要求。②利用机械来均和。在不同品级矿石的工作地点,用电铲等机械倒堆均和,然后裝车。
6.2.1场外均和
场内均和在短时间内很难使搭配开采的煤炭完全满足用户的质量要求。因此在考虑到采场外的卸载、转载、破碎、筛分、选矿、储矿及装车外运等环节的基础上人们发明了场外均和具体一点就是将运煤卡车按一定比例的装载不同品级的矿石运到卸载点翻车混和。
结语:煤炭作为三大天然能源之一,不仅仅在过去,在未来也将发挥至关重要的作用,人们对于煤炭的关注必将促进复合煤炭选采的不断发展。随着日渐突现的新兴科技的运用,复合煤层的选采必将会有更进一步的前途。
参考文献:
丁立明 露天煤矿复合煤层选采理论与方法研究 中国矿业大学 2012-04-12
刘永杰,李苗苗,徐永超 复合煤层的选采程序 露天采矿技术 2008
关键词:复合煤层 选采方法
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-017-01
前言:随着我国社会经济的发展,对煤炭需求量日益增加,虽然我国露天煤矿的总产量也呈现逐年递增的趋势,但总体来说,供不应求,为了解决这种现状,需要我们大家做进一步的努力来提高开采效率,节约成本。
1.国内外的复合煤层开采现状
1.1国外的复合煤层研究现状
露天矿选采技术是伴随着露天矿的实际问题的出现而不断进步和发展的。国外对于露天矿选采的研究较早,有了一定的研究成果,但其研究方向主要在控制设备的选采精度上,对于选采方法,开采参数等选采效果的影响涉及较少。
1.2国内的复合煤层研究现状
我国学者对于露天煤矿选采的研究起步虽然比较早,但受上世纪煤炭价格偏低及国内煤炭开采技术水平落后的影响,对此领域的研究不够深入,主要是矿山现场经验的总结,并没有形成复合煤层选采技术的具体体系。我国上世纪建设的一些大型露天煤矿,存在着矿床赋存复杂,煤层总数多,煤层厚度小的弊端,尤其以霍林河露天矿最具代表性。如何实现煤层的有效选采是其亟待解决的问题,我国专家学者对复杂煤层选采开展了深入的研究,取得了大量的研究成果。
2对于我国煤矿的主要研究内容
2.1在不同的采掘设施条件下选采结果的影响
露天煤矿常用的开采设备有小型液压单斗挖掘机、推土机和露天采矿机,其中露天采矿机作为一种常用的新型设备,对选采结果的影响尤其重大。从采掘设备的挖掘轨迹入手,通过技术及经济对比,确定各种采掘设备的合理的开采分层厚度,分析研究不同采掘设备下的实用性及其经济性,给出不同选采设备的服务范围。
2.2不同的开采程序对煤炭质量的影响
合理的开采程序能降低煤炭的混杂程度,同时为开采创造合适的条件,提高采掘设备
的选采能力。不同的工作线推进方向及发展方式、作业台阶水平及采掘带的划分、拉沟位置对选采的效果会产生不同的影响。
3我国煤矿所具有的分布特征
(1)我国露天煤矿分布水平,大多是近水平或缓倾斜煤层,便于开采。
(2)煤层分层现象严重,主要为复合厚煤层,厚度大,夹矸层数多。
(3)表面覆盖层较厚,开采深度较大。
(4)煤质多为长焰煤或褐煤。采出的煤主要用于发电、发热。
(5)大型的露天煤矿主要位于我国北方,煤岩的硬度随着冬季温度降低会急剧增加;
(6)覆盖层中存在大量空间分布不规则的硬夹矸层。
4 我国复合煤层选采的原则
由于复合煤层的复杂程度不同,所需要的选采工艺设备便有了一定的差异,而不同的采选设备对选采产生的效果差异很大。这就要求我们在煤层开采过程中遵循一定的原则。根据以往的经验以及借鉴国外的理论基础,在应用不同类型、规格的开采设备时我们需要注意:(1)在满足矿山开采强度的前提下,尽量选用小而实用的工具;(2)液压电铲具有很强的机动性,工作机构灵活,有利于提高选采效果,应多使用(3)在清扫煤面或倾斜矿层中矿岩交触带的矿岩三角体过程中采用推土机,铲运机、反铲等设备;(4)对于不同的露天煤矿,应根据实际情况综合考虑,以取得最大的经济收益和环境效益作为首选目标。
5复合煤层选采种类之间的异同
5.1 薄煤层选采的优缺点
本文所指薄煤层是指原本不计入储量或不纳入开采计划的薄煤层的开采。这类煤层的特点表现在两个方面。一是直接开采原不纳入储量的煤层;二是通过减少煤层中的含矸率,进而降低原煤灰分、硫分和提高发热量,实现原不纳入储量的煤层的开采。
5.1.1这类煤层的优势主要体现在:
(1)可以增加露天矿储量,延长服务年限,有利于促进露天矿长期可持续发展;(2)可以进一步提高资源回采率,减少因煤炭资源损失带来的环境、社会问题;(3)将原不可采煤层回收,在露天矿推进度一定的条件下可增加原煤产量,减少剥离量,降低剥采比,因此有利于露天矿经济效益提高。
5.1.2回采这类薄煤层也存在一定的不利影响,主要表现在工作帮坡角和推进度两个方面。
帮坡角的变缓对露天矿生产的不利影响主要表现在三个方面:一是超前剥离量增大,这会使露天矿开发的前期效益降低;二是前使用土地的量度扩大,增加了土地的扰动面积,不利于环境保护,也不利于降低投资;三是工作帮坡角变缓将导致薄煤层开采台阶以上的所有剥离台阶内排运距增大,进而导致露天矿生产成本增加。采用整台阶分层开采的方法可避免薄煤层单独划分台阶导致的工作帮变缓问题,但会引起一些其他的问题:穿爆困难、选采难度大、煤炭贫化损失严重等。尤其是对于推进度较大的露天矿,分层追踪开采会影响到台阶开采效率,进而影响到产量规模的实现。
5.2 厚夹矸层的选采方式
同薄煤层的选采相比较而言,厚夹矸层的选采也可以分为分台阶开采和整台阶追踪开采两种方式,但是厚夹矸层的选采效益没有薄煤层来的那么快。在露天煤矿的生产过程中,对于厚度较大的夹矸层,应对选采前后的综合成本进行比较,成本低的才是最佳的。
5.3 日渐成熟的薄夹矸层选采技术
薄夹矸层是指厚度小于选采厚度的夹矸层。以前由于技术、经济落后,使得这类开采被人们忽略。但是随着时间的推移,人们逐渐意识到薄夹矸层的优势。一方面,随着采矿技术的发展,使得薄夹矸层选采变得技术可行。另一方面,随着经济技术的发展,薄夹矸层的开采变得日趋合理。
6如何提升我国煤炭质量
6.1减少矿石的损失
影响我国矿石损失的因素有很多,如何减少损失已成为大众关注的焦点之一,对此,经过研究和调查我们总结出以下几条方法(1)对不同等级的矿石和矿体边界进行划分,并以此作为采掘的依据。(2)对矿石的储量进行监督,适时的进行宏观调控。(3)严密计划,在满足矿石品位的前提下,对采矿量进行调整,以能最大限度的利用矿产资源。(4)加强日常生产的组织调度,利用政府的职权对矿石品位进行调节。只有在科学规划,有效管理的前提下,才可以最大限度的提高煤质,增加经济效益。
6.2矿石质量均和
当不同的煤矿的煤质品级不统一,而不同的用户对煤质又有差异的时候需要对煤质进行不同程度的均和以达到满度要求的目的。而在这样的过程中又会不可避免的浪费掉不少资源,这就需要在开采过程中进行搭配配矿,使煤炭既达到用户质量要求,又能最大限度的减少损失。按均和地点的不同可分为两种场内均和和场外均和
6.2.1场内均和
场内均和主要是在采场内进行均和混匀。考虑到开采计划和开采程序,根据不同的样本进行合理的搭配。在日常生产中,场内均和措施主要分为两种:①按计划分配工具。在不同矿石品级的采掘工作面,对所配备的各个种类的挖掘机,按规定的计划提出采装矿石量的严格要求。②利用机械来均和。在不同品级矿石的工作地点,用电铲等机械倒堆均和,然后裝车。
6.2.1场外均和
场内均和在短时间内很难使搭配开采的煤炭完全满足用户的质量要求。因此在考虑到采场外的卸载、转载、破碎、筛分、选矿、储矿及装车外运等环节的基础上人们发明了场外均和具体一点就是将运煤卡车按一定比例的装载不同品级的矿石运到卸载点翻车混和。
结语:煤炭作为三大天然能源之一,不仅仅在过去,在未来也将发挥至关重要的作用,人们对于煤炭的关注必将促进复合煤炭选采的不断发展。随着日渐突现的新兴科技的运用,复合煤层的选采必将会有更进一步的前途。
参考文献:
丁立明 露天煤矿复合煤层选采理论与方法研究 中国矿业大学 2012-04-12
刘永杰,李苗苗,徐永超 复合煤层的选采程序 露天采矿技术 2008