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【中图分类号】TD821 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879(2017)03-0168-02
1 我国煤田地质条件类型多样、技术发展不平衡,采煤技术方法主要有以下几种
1.1 机械化采煤的主要技术方法综采:《煤炭工业技术政策》规定,综采是我国机械化采煤的方向。我国通过研制、试验与应用,已初步形成了适用于缓倾斜中厚煤层工作面的综采设备系列,并具有满足国内装备需要的能力。
从我国煤层赋存条件、综采设备研制水平及使用经验看,在煤层条件比较简单的缓倾斜中厚煤层和厚煤层分层开采的综采工艺已经成熟,综采设备的技术性能已经接近80年代的国际水平,并已取得显著的技术经济发展;缓倾斜薄煤层(煤质中硬以下、煤层1.1m以上)、倾斜中厚煤层、缓倾斜厚煤层放顶煤、缓倾斜厚煤层(35~4.0m)以及急倾斜厚煤层放顶煤的综合机械化,通过试验已取得初步效果,可在适合的煤层中推广应用,在应用中进一步完善和提高;对于缓倾斜坚硬薄煤层、薄煤层刨煤机以及急倾斜薄煤层等的综采设备,尚处于攻关试验阶段。从煤层直接顶和老顶的性质看,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的直接顶和老顶的液压支架可以认为已经基本解决,而对于Ⅳ级直接顶和老顶的液压支架尚应继续改进。
要注意国外综合机械化采煤向高产、高效发展的趋势,积极创造条件,在适合的煤层和矿井进行试验,研制适合我国的高产、高效综采设备,达到大幅度提高综采工作面的单产,赶上世界先进采煤国家综采机械化水平。
1.2 普通机械化采煤的技术方法普采:我国普通机械化采煤占一定比重,当前普通机械化采煤的落、装、运、支技术设备是不同发展时期的型号并存,今后要尽量采用改进后的新设备进行优化配套,更大幅度地提高采煤工作面的产量和效率。要积极研制新的大功率、高效率、坚固可靠的普通机械化采煤工作面装备,加快更新和完善普采设备,进一步提高普采工作面的装备水平。
1.3 采取新的技术措施发展炮采:今后在相当长的时间内炮采仍将是主要采煤工艺之一,其工作面要积极推广毫秒雷管爆破、防炮崩单体液压支柱,大功率双速刮板输送机配套的新工艺,把炮采工作面的单产和效率提高到一个新水平。进一步研究和改进炮采工艺和装备,提高爆破装煤率,减少装煤的体力劳动,更大幅度提高炮采工作面的单产和效率。
1.4 适宜的地质条件积极推广水采:水力采煤装备简单,机械化程度高,作业连续性强,回采工序单一和操作技术易于掌握,易于实现生产系统全部自动控制。在适当煤层条件,可发展水力采煤:顶板稳定或中等稳定,沼气含量较小,煤质中硬或中硬以下,不含硬而厚的夹石,厚度3~8m的急倾斜煤层;顶板稳定或中等稳定,煤层倾角在10度以上,地质构造比较复杂,煤层的走向、厚度变化大,顶板中等稳定以上的不规则煤层;需要复采的煤层。
1.5 大胆探索新的采煤技术方法:我国在急倾斜厚煤层中试验综采放顶煤已获成功,并取得了很好的技术经济效果,可以类似的条件进行推广。而在缓倾斜特厚煤层中,综采放顶煤的方法虽然也取得一定的效果,但是对于提高煤炭资源回采率、防止自然发火、控制煤尘和防止沼气积聚等方面的规律尚待进一步加强和探索。因此,要积极选择条件适合的煤层继续进行试验。
薄煤层开采作业条件困难,劳动强度大,迫切需要机械化。应根据薄煤层的不同赋存条件,探索相应的采煤工艺,达到多类型地解决薄煤层采煤机械化的装备和工艺。如0.7~1.0m的缓倾斜煤层,可发展单体液压支柱和淮压切顶墩柱本配套的普通机械化采煤;1.0~1.3m的薄煤层进一步进行综合机械化采煤的试验,研制适合的综采设备;对于煤层中含硬夹矸的缓倾斜薄煤层,应在炮采机装试验获得成果的基础上,进一步试验并加以完善。
2 未来采矿系统工程的展望
现在采矿工程理论不断更新,新的采煤方法、采煤工艺不断出现。采煤方法的薄及中厚煤层无护巷煤柱的连续方式采煤方法,中特厚煤层的一次露天窗采全高的采煤方法以及煤层及采空区密封全部汽化的抽采方式。由于电子计算机的普及,软件工程近20年发展起来的新学科,它是研究软件工程本身客观规程的一门学科,研究如何对其定义开发和维护,现在软件工程属于最后一个阶段,是软件维护性阶段。
2.1 采矿系统工程采用若干技术与理论的新发展
2.1.1 地质统计学方法:地质统计学方法自20世纪50年代诞生以来,得到了迅速发展,应用领域不断扩大,不但用于矿业勘探开发,而且在水文地质、工程地质、气象及环境工程等许多方面都有广泛应用。
2.1.2 系统模拟技术:系统模拟技术也叫仿真技术,已被广泛地应用于各行各业。矿业工程中系统模拟技术的应用始于20世纪60年代初期,至今长盛不衰。作为一种并非能获得数学意义上最优答案的系统模拟方法,盖因其具有下述各项重要作用。(1)应用模拟技术对系统设计及参数进行广泛的测试,进而优化系统设计,节省人力、物力和财力。(2)模拟技术可以“放大”或者“压缩”时间,从而在短时间内分析系统的长期运行状况,或者在长时间内细致考擦系统的瞬时状态变化。(3)有助于分析系统变量间的相互作用及对系统行为的影响程度。(4)通过系统模拟对系统中准备采用的新策略、作业程序及方法等进行开发性试验,并观察其效果,而不必花费大量投资,也不會干扰真实系统的正常运行。
2.1.3 人工智能方法:人工智能是指从各方面模拟人类智慧而形成的范围广泛的计算方法。人工智能方法近年的发展风起云涌,迅速应用于各行各业,对于矿业系统也不例外。从上世纪80年代初引入矿业工程以来,采矿工程领域,地质建模,资源评价,地下开采和露天开采以及通风安全中应用人工智能方法已相当广泛,尤其是各类专家系统取得了成功的应用。人工智能的引入在提高矿山生产率、改善矿山管理、保证工人安全上都起到了一定作用。
2.2 采矿系统工程发展趋向:采矿系统工程既然是采矿工程学与系统工程学相结合形成的一个学科分支,它的发展就必然与其双亲学科密切相关。采矿工程的理论与实践在不断发展变化;系统工程所依托的优化理论与技术也在不断发展变化。在当前情况下,对于采矿系统工程的宏观发展趋向试做如下归纳,以期抛砖引玉,促进采矿系统工程的进一步发展。
2.2.1 多种研究方法的综合运用:从系统工程的角度看,系统是一个多目标、多因素、多变量的、随机性因素影响很强的、生产对象和作业环境变化很大的、多种技术互相作用下的复杂的动态系统。
2.2.2 多项内容的综合分析决策:采矿工程在系统结构上普遍多层次、多环节,各子系统之间的关系比较复杂,有因不同地区的矿山所开采的矿产资源条件均不相同,而造成同项内容的系统各异性。
2.2.3 计算机运算与可视化功能的密切配合:不但采矿系统工程决策的结果经常需要体现在工程设计图上,而且题目的图像显示将成为交互式工程设计的有效手段。
2.2.4 采矿系统工程理论与采矿工程实践的进一步结合:采矿工程的实践推动着采矿系统工程研究方法的发展。在众多的优化理论与方法中,包括严格优化与非严格优化(近似优化)方法,对于解决采矿系统问题具有较强的通用性和灵活性,因此应用甚广。
3 开采方法选择
采煤方法的选择必须坚持符合安全、经济、煤炭采出率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上,应大力提高可采煤炭的回采率,选择最合理的开采方法,减少资源浪费,加强环保。归纳为以下几点:
对于煤层埋藏浅的,地质条件好的煤矿中依靠引进全套的先进设备,大力提倡综采。 对于煤层比较厚,且埋藏不是很浅的情况下,应充分利用放顶煤开采技术。对于急斜煤层则可以采用水平分层放顶煤开采工艺,提高回采率,并且大大提高工作面年产量。
参考文献
[1] 王贵生;采煤技术与采煤工艺探析[J];江西煤炭科技;2013年04期.
[2] 杨波;浅议采煤技术与采煤工艺的选择[J];中国科技投资;2012年21期.
[3] 齐俊德.采煤方法的合理选择及实践[J].矿冶,2007,(03):15-17.
1 我国煤田地质条件类型多样、技术发展不平衡,采煤技术方法主要有以下几种
1.1 机械化采煤的主要技术方法综采:《煤炭工业技术政策》规定,综采是我国机械化采煤的方向。我国通过研制、试验与应用,已初步形成了适用于缓倾斜中厚煤层工作面的综采设备系列,并具有满足国内装备需要的能力。
从我国煤层赋存条件、综采设备研制水平及使用经验看,在煤层条件比较简单的缓倾斜中厚煤层和厚煤层分层开采的综采工艺已经成熟,综采设备的技术性能已经接近80年代的国际水平,并已取得显著的技术经济发展;缓倾斜薄煤层(煤质中硬以下、煤层1.1m以上)、倾斜中厚煤层、缓倾斜厚煤层放顶煤、缓倾斜厚煤层(35~4.0m)以及急倾斜厚煤层放顶煤的综合机械化,通过试验已取得初步效果,可在适合的煤层中推广应用,在应用中进一步完善和提高;对于缓倾斜坚硬薄煤层、薄煤层刨煤机以及急倾斜薄煤层等的综采设备,尚处于攻关试验阶段。从煤层直接顶和老顶的性质看,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的直接顶和老顶的液压支架可以认为已经基本解决,而对于Ⅳ级直接顶和老顶的液压支架尚应继续改进。
要注意国外综合机械化采煤向高产、高效发展的趋势,积极创造条件,在适合的煤层和矿井进行试验,研制适合我国的高产、高效综采设备,达到大幅度提高综采工作面的单产,赶上世界先进采煤国家综采机械化水平。
1.2 普通机械化采煤的技术方法普采:我国普通机械化采煤占一定比重,当前普通机械化采煤的落、装、运、支技术设备是不同发展时期的型号并存,今后要尽量采用改进后的新设备进行优化配套,更大幅度地提高采煤工作面的产量和效率。要积极研制新的大功率、高效率、坚固可靠的普通机械化采煤工作面装备,加快更新和完善普采设备,进一步提高普采工作面的装备水平。
1.3 采取新的技术措施发展炮采:今后在相当长的时间内炮采仍将是主要采煤工艺之一,其工作面要积极推广毫秒雷管爆破、防炮崩单体液压支柱,大功率双速刮板输送机配套的新工艺,把炮采工作面的单产和效率提高到一个新水平。进一步研究和改进炮采工艺和装备,提高爆破装煤率,减少装煤的体力劳动,更大幅度提高炮采工作面的单产和效率。
1.4 适宜的地质条件积极推广水采:水力采煤装备简单,机械化程度高,作业连续性强,回采工序单一和操作技术易于掌握,易于实现生产系统全部自动控制。在适当煤层条件,可发展水力采煤:顶板稳定或中等稳定,沼气含量较小,煤质中硬或中硬以下,不含硬而厚的夹石,厚度3~8m的急倾斜煤层;顶板稳定或中等稳定,煤层倾角在10度以上,地质构造比较复杂,煤层的走向、厚度变化大,顶板中等稳定以上的不规则煤层;需要复采的煤层。
1.5 大胆探索新的采煤技术方法:我国在急倾斜厚煤层中试验综采放顶煤已获成功,并取得了很好的技术经济效果,可以类似的条件进行推广。而在缓倾斜特厚煤层中,综采放顶煤的方法虽然也取得一定的效果,但是对于提高煤炭资源回采率、防止自然发火、控制煤尘和防止沼气积聚等方面的规律尚待进一步加强和探索。因此,要积极选择条件适合的煤层继续进行试验。
薄煤层开采作业条件困难,劳动强度大,迫切需要机械化。应根据薄煤层的不同赋存条件,探索相应的采煤工艺,达到多类型地解决薄煤层采煤机械化的装备和工艺。如0.7~1.0m的缓倾斜煤层,可发展单体液压支柱和淮压切顶墩柱本配套的普通机械化采煤;1.0~1.3m的薄煤层进一步进行综合机械化采煤的试验,研制适合的综采设备;对于煤层中含硬夹矸的缓倾斜薄煤层,应在炮采机装试验获得成果的基础上,进一步试验并加以完善。
2 未来采矿系统工程的展望
现在采矿工程理论不断更新,新的采煤方法、采煤工艺不断出现。采煤方法的薄及中厚煤层无护巷煤柱的连续方式采煤方法,中特厚煤层的一次露天窗采全高的采煤方法以及煤层及采空区密封全部汽化的抽采方式。由于电子计算机的普及,软件工程近20年发展起来的新学科,它是研究软件工程本身客观规程的一门学科,研究如何对其定义开发和维护,现在软件工程属于最后一个阶段,是软件维护性阶段。
2.1 采矿系统工程采用若干技术与理论的新发展
2.1.1 地质统计学方法:地质统计学方法自20世纪50年代诞生以来,得到了迅速发展,应用领域不断扩大,不但用于矿业勘探开发,而且在水文地质、工程地质、气象及环境工程等许多方面都有广泛应用。
2.1.2 系统模拟技术:系统模拟技术也叫仿真技术,已被广泛地应用于各行各业。矿业工程中系统模拟技术的应用始于20世纪60年代初期,至今长盛不衰。作为一种并非能获得数学意义上最优答案的系统模拟方法,盖因其具有下述各项重要作用。(1)应用模拟技术对系统设计及参数进行广泛的测试,进而优化系统设计,节省人力、物力和财力。(2)模拟技术可以“放大”或者“压缩”时间,从而在短时间内分析系统的长期运行状况,或者在长时间内细致考擦系统的瞬时状态变化。(3)有助于分析系统变量间的相互作用及对系统行为的影响程度。(4)通过系统模拟对系统中准备采用的新策略、作业程序及方法等进行开发性试验,并观察其效果,而不必花费大量投资,也不會干扰真实系统的正常运行。
2.1.3 人工智能方法:人工智能是指从各方面模拟人类智慧而形成的范围广泛的计算方法。人工智能方法近年的发展风起云涌,迅速应用于各行各业,对于矿业系统也不例外。从上世纪80年代初引入矿业工程以来,采矿工程领域,地质建模,资源评价,地下开采和露天开采以及通风安全中应用人工智能方法已相当广泛,尤其是各类专家系统取得了成功的应用。人工智能的引入在提高矿山生产率、改善矿山管理、保证工人安全上都起到了一定作用。
2.2 采矿系统工程发展趋向:采矿系统工程既然是采矿工程学与系统工程学相结合形成的一个学科分支,它的发展就必然与其双亲学科密切相关。采矿工程的理论与实践在不断发展变化;系统工程所依托的优化理论与技术也在不断发展变化。在当前情况下,对于采矿系统工程的宏观发展趋向试做如下归纳,以期抛砖引玉,促进采矿系统工程的进一步发展。
2.2.1 多种研究方法的综合运用:从系统工程的角度看,系统是一个多目标、多因素、多变量的、随机性因素影响很强的、生产对象和作业环境变化很大的、多种技术互相作用下的复杂的动态系统。
2.2.2 多项内容的综合分析决策:采矿工程在系统结构上普遍多层次、多环节,各子系统之间的关系比较复杂,有因不同地区的矿山所开采的矿产资源条件均不相同,而造成同项内容的系统各异性。
2.2.3 计算机运算与可视化功能的密切配合:不但采矿系统工程决策的结果经常需要体现在工程设计图上,而且题目的图像显示将成为交互式工程设计的有效手段。
2.2.4 采矿系统工程理论与采矿工程实践的进一步结合:采矿工程的实践推动着采矿系统工程研究方法的发展。在众多的优化理论与方法中,包括严格优化与非严格优化(近似优化)方法,对于解决采矿系统问题具有较强的通用性和灵活性,因此应用甚广。
3 开采方法选择
采煤方法的选择必须坚持符合安全、经济、煤炭采出率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上,应大力提高可采煤炭的回采率,选择最合理的开采方法,减少资源浪费,加强环保。归纳为以下几点:
对于煤层埋藏浅的,地质条件好的煤矿中依靠引进全套的先进设备,大力提倡综采。 对于煤层比较厚,且埋藏不是很浅的情况下,应充分利用放顶煤开采技术。对于急斜煤层则可以采用水平分层放顶煤开采工艺,提高回采率,并且大大提高工作面年产量。
参考文献
[1] 王贵生;采煤技术与采煤工艺探析[J];江西煤炭科技;2013年04期.
[2] 杨波;浅议采煤技术与采煤工艺的选择[J];中国科技投资;2012年21期.
[3] 齐俊德.采煤方法的合理选择及实践[J].矿冶,2007,(03):15-17.